BE516454A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE ET DISPOSITIFS POUR LE FONCTIONNEMENT DE GENERATEURS DE GAZ   MOTEURS   
PRODUISANT DES GAZ DE ÇOMBUSTION PAR DES EXPLOSIONS. 



   La présente invention a pour objet des procédés de fonctionnement de générateurs de gaz moteurs produisant des gaz de combustion par des explo- sions, ainsi que des dispositifs pour la mise en oeuvre de procédés de ce genre. 



     Etant   donné la possibilité de transformer au moins partielle- ment en énergie d'écoulement la haute pression d'explosion à laquelle de tels gaz de combustion et moteurs peuvent être produits, et d'utiliser pour cette transformation des dispositifs à tuyères et à aubages, on a déjà fait agir dans des installations de turbines des chutes de gaz de combustion, données par la pression, la température et la teneur en chaleur des gaz de combustion, c'est-à-dire par leur enthalpie, et on a utilisé l'énergie mécanique ainsi engendrée soit pour fournir le travail extérieur de l'installation de turbi- nes à combustion interne à explosions, soit pour les besoins propres de l'ins- tallation, entre autres pour la compression des agents de travail tels que, par exemple, de l'air et du gaz combustible. 



   Au cours de développement s'est manifestée dans ce domaine la même tendance que celle qui existe pour les turbines à vapeur ou les turbines à gaz travaillant d'après le procédé à pression constante, tendance qui consis- te à augmenter de plus en plus les pressions et les températures, afin d'amé-   liorer   le rendement thermique. Les enthalpies totales des gaz de combustion augmentaient donc en correspondance des pressions d'injection régnant en amont des roues de turbine et des contre-pressions en aval des roues de turbine, en regardant dans le sens de l'écoulement des gaz de combustion, et atteignaient finalement des valeurs qui, lorsque la chute était utilisée en un seul étage, ne pouvaient plus être maîtrisées d'une manière satisfaisante.

   On adoptait par conséquent la subdivision en étages de la chute totale et on adaptait les roues de turbine autant que possible à l'état des gaz de combustion dans les étages individuels de la chute. Le volume total de gaz de combustion produit à cha- 

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 que explosion dans les chambres à explosion individuelles n'était tout d' abord pas encore subdivisé, la dite subdivision par étages n'atteignant à 1' origine que l'utilisation successive dans le temps, dans différents étages de turbine, de la quantité totale de gaz de combustion produite lors d'une ex- plosion.

   On a bien aussi proposé plus tard de subdiviser également la quan- tité totale de gaz de combustion elle-même en quantités partielles, tout en prévoyant pour chaque quantité partielle une disposition particulière d'aju- tages et d'aubages, adaptée autant que possible à l'état de la dite quantité partielle et exigeant un organe de fermeture, spécialement commandé, vers la chambre à explosion. Considérant le grand nombre d'étages de turbines et d'or- ganes de commande qui devenaient ainsi nécessaires, on se limitait cependant, dans la pratique, à n'utiliser séparément que ceux des gaz de combustion qui constituent ce qu'on appelle les gaz de combustion résiduels et qui doivent être évacuée de la chambre à explosion en vue de préparer cette chambre pour la charge suivante, afin de créer de bonnes conditions de remplissage. 



   Une telle disposition de turbines à combustion interne à ex- plosions est représentée à la fig. 1 du dessin. On reconnaît la chambre d'ex- plosion 1, la soupape d'admission d'air de chargement 2, la soupape à air de chargement additionnel 3, la soupape d'admission du gaz combustible 4, les dispositifs d'allumage 5 et la soupape de tuyères 6. Celle-ci est représentée précisément à l'instant où elle est ouverte. Les gaz de combustion à haute pression et à haute température qui peuvent ainsi sortir s'écoulent vers le dispositif de tuyères I placée en amond de la roue Curtis 7 à deux couronnes constituant le premier étage de turbine. Le deuxième étage de turbine est cons- titué par la roue Curtis 8 qui est également à deux couronnes.

   En amont de la roue Curtis 8 est placé d'abord le dispositif du tuyères IIb qui est injecté par les gaz de combustion résiduels; à cet effet, une soupape d'échappement commandée 10 est disposée dans la conduite de liaison 9 allant à la chambre d'explosion 1. 



   Outre le dispositif de tuyères IIb pour les gaz de combustion résiduels, on a prévu un deuxième dispositif de tuyères IIa, qui sert à 1' utilisation des gaz de combustion s'échappant de la roue 7. Afin que ces gaz arrivent au dispositif de roue 8 avec une pression aussi constante que   possi-   ble , l'antichambre de tuyères 11, en amont du dispositif de tuyères IIa, est relié par le raccord 12 à un récipient compensateur   13,   qui sert à empêcher des passages inutiles de chaleur dans la conduite d'échappement   14.   Le   réci---   pient compensateur 13 reçoit donc les gaz de combustion arrivant dans l'anti- chambre de Luyères 11, en provenance de la roue 7, tout d'abord avec une pres- sion relativement élevée, et égalise ainsi la   pointe ,'de   pression.

   Par ailleurs,   il   emmagasine les gaz de combustion et, quand la pression baisse conformément à l'allure de la courbe d'expansion, il les restitue, sous une pression main- tenue suffisamment élevée, au dispositif de tuyères 11a    Le graphique de la pression en fonction du temps, pour un pro-' cessus de ce genre, est représenté par la fige 2, sur laquelle la ligne conti-   nue indique la pression dans la chambre d'explosion 1, tandis que la ligne- pointillée correspond aux pressions développées en amont du dispositif de tuy- ères 11a. Sur la fige 2, on reconnaît la hausse de pression, suivant l'alluma- ge au moment 15 du temps, et l'expansion 18 qui débute lors de l'ouverture de la soupape de tuyères, au moment 17 du temps.

   Au moment 19, la soupape de tuyères 6 se ferme, et au moment 20 c'est la soupape d'échappement 10 qui se ferme. Auparavant, la soupape d'air de chargement 2 s'était déjà ouverte, pour laisser sortir les gaz de combustion résiduels, par la conduite 9 et la soupape d'échappement 10 encore ouverte, vers le dispositif de tuyères IIb. 



  Peu après le moment 20, la soupape de gaz combustible 4 s'ouvre, et la soupape d'air de chargement 2 se ferme. Par l'action de la soupape à air de chargement additionnel 3, qui s'ouvre alors, il se produit, dans la chambre, la hausse de pression représentée en 21. On constate que le récipient compensateur 13 ne produit plus que des oscillations peu importantes de la pression des gaz de combustion 22 en amont du dispositif de tuyères IIa, et que l'on peut espérer des rendements de roue favorables, au moins dans   l'otage   de   turbine   8, par sui- 

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 te de l'injection de gaz moteurs dont la pression est sensiblement uniformi- sée. 



   Un examen plus attentif du graphique de la fig. 3, représentant la variation de Q en fonction de   V,   montre pourtant que ces espérances, fondées uniquement sur l'allure de la pression, ne se réalisent pas dans la mesure at- tendue. En effet, sur le graphique de Q en fonction de   V,   fig. 3, - qui réunit le graphique usuel d'entropie (Q fonction de S), par exemple celui de   Pflaum,   avec le pourcentage des gaz de combustion échappés, en prenant ce pourcentage comme abscisses et en appelant 100% la quantité totale de gaz de combustion pour chaque explosion, tandis que les ordonnées correspondent à la teneur en chaleur des gaz de combustion en kcal/nm3, on s'aperçoit que les lignes poin- tillées 22a ou 22b, correspondant à la ligne pointillée 22 de la fig.

   2, ne sont nullement parallèles, ni même approximativement parallèles, à l'axe des abscis- ses, ainsi qu'il serait nécessaire pour que la roue 8 utilise des chutes de gaz de combustion égales, ou à peu près égales. On observe au contraire une al- lure assez fortement ascendante de ces lignes pointillées,ce qui explique pour- quoi la roue 7, aussi bien que la roue 8, doivent utiliser des gaz de combus- tion dont la chute varie fortement. Mais la ligne pointillée 22a permet aussi de voir que, pour le rapport choisi entre les sections de tuyères, à savoir f1 pour le dispositif de tuyères I, et f11a pour le dispositif de tuyères 11a, avec f 11a: f1 = 1,99, les chutes dans la zone IIa pour la roue Curtis, à deux couronnes deviendraient très petites, de sorte que leur part d'enthalpie deviendrait insuffisante.

   Il est vrai que l'on peut remédier à cet inconvénient en modifiant le rapport des plus petites sections de tuyères f11a: f1. C'est ainsi que la ligne pointillée 22b montre l'allure de la ligne de séparation en- tre les surfaces I et 11a, quand le rapport f11a: f1 = 1,37. Mais cela ne chan- ge rien à la caractéristique fondamentale des lignes de séparation, on amélio- re seulement la distribution de la puissance entre les aires I et II . 



   En détail, on peut voir, à l'intérieur de la surface dae travail marquée I et hachurée de droite à gauche en descendant, l'état des gaz de com- bustion s'échappant de la tuyère I; à l'intérieur de la surface de travail mar- quée IIa hachurée de gauche à droite en descendant, l'état des gaz de   combus-   tion s'échappant de la tuyère IIa; et à l'intérieur de la surface de travail marquée IIb hachurée de droite à gauche en descendant, l'état des gaz   s'échap-   pant de la tuyère IIb. L'aire du coin 23 correspond à la perte de chaleur qui se produit lorsque les gaz de combustion passent de la soupape d'échappement 10 à la tuyère IIb.

   On a indiqué en outre l'échelle des pressions et des tem- pératures, mais celui-ci n'est valable que pour la ligne double abaissée ver- ticalement du point 17, cette ordonnée correspondant aux chutes de gaz adiaba- tiques qui se produisent. 



   Les conditions représentées par la fig. 3 permettent déjà de re- connaître   l'objectif   que la présente invention se propose d'atteindre. Car la fig. 3 montre que, malgré une subdivision étagée des chutes de gaz de combus- tion, et même malgré la subdivision de la quantité totale de gaz de combustion produites lors d'une explosion, le récipient compensateur 13 utilisé dans l'ins- tallation de la fig. 1 n'a pas permis de faire correspondre, aux dispositifs de roues 7 et 8, des chutes de gaz de combustion égales, ni môme approximati- vement égales.

   Car d'une fagon générale, il faut s'efforcer d'obtenir que les chutes de gaz de combustion utilisées subissent, au maximum, des oscillations d'une ampleur de   45 %   de la chute optimum pour laquelle la roue de turbine est construite, le plus grand écart vers le haut devant être au maximum de 30 %, et le plus grand écart vers le bas, au maximum de 15 %.   C'est   alors seulement que l'on peut espérer des rendements de roues satisfaisants, alors que dans le cas contraire, même les processus thermodynamiques les plus avantageux su- bissent tellement le contre-coup des mauvais rendements de roues que l'on ne peut plus s'attendre à des rendements globaux satisfaisants. 



   Suivant l'invention, la solution fondamentale de ce problème à été   trouvée,   et la réussite a été confirmée par de nombreux calculs et de nom- breuses expériences. 



   En partant du procédé de fonctionnement de générateurs de gaz moteurs produisant des gaz de combustion par des explosions, avec utilisation 

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 de chutas de gaz de combustion dans des dispositifs à tuyères.-et à aubages, la solution du problème exposé plus haut se caractérise, suivant l'invention, par un abaissement de contre-pressions produites en aval d'un dispositif à au- bages, dans le sens de circulation des gaz de combustion, pendant la dilata- tion des gaz de combustion dans le dispositif à tuyères ou à aubages, ou.à peu près pendant ce temps, le dit abaissement des   contre-pre ssions   étant tel qu'il se produit, dans le dispositif à aubages envisagé, des chutes égales ou pratiquement égales de gaz de combustion, ou des modifications d'enthalpie égales ou pratiquement égales.

   Cet   abaissement,   conscient et méthodique, de la contre-pression provoquée dans le sens de circulation en aval d'un dispositif à aubages, pendant la dilatation des gaz de combustion dans le dispositif   à   tuyères ou à aubages envisagé, ou à peu près pendant ce temps est donc provo- qué, en particulier, dans des conditions telles que la courbe de contre-pres- sion, sur le graphique "Q fonction de V" dont les ordonnées correspondent à la teneur en chaleur Q des gaz de combustion en kcal/nm3 et les abscisses aux pourcentages des volumes de gaz de combustion échappés par rapport au volume total des gaz de combustion produits pour chaque chambre de combustion, appa- raissent équidistante, ou approximativement équidistante, de la courbe d'ex- pansion. 



   L'abaissement de la ou des contre-pressions peut ici être obtenu de la manière la plus diverse. Il existe par exemple la possibilité d'annexer, aux espaces situés en aval des aubages et qui servent à produire les contre- pressions,.'un dispositif à piston, de telle façon que, lorsque le piston se meut vers l'extérieur, la contre-pression s'abaisse. Mais il'est plus simple de produire l'abaissement de la contre-pression par une dilatation de gaz produisant la contre-pressions, dilatation synchronisée avec celle des gaz de combustion dans le dispositif à tuyères ou à aubages.

   Dans les installa- tions de turbines à combustion interne à explosions on dispose déjà de tels gaz producteurs de contre-pression, sous la forme de gaz de combustion, de sor- te qu'il est rationnel ici d'utiliser de tels gaz pour abaisser la contre- pression, ces gaz pouvant, eux aussi, être produits,rationnellement par un processus d'explosion. Si l'on soumet à une dilatation, synchrone de celle des gaz de combustion dans le dispositif à tuyères ou à aubages, d es gaz de com- bustion empruntés à une des différentes chambres d'explosion qui correspon- dent ici au même dispositif à tuyères ou à aubages, on a la possibilité d'u- tiliser, pour injecter le dispositif à tuyères ou à aubages situé en amont, des quantités partielles de gaz de combustion possédant une plus grande ten- sion et provenant des mêmes chambres d'explosion.

   Si donc on emprunte à une des chambres de combustion correspondant au dispositif à tuyères et à   aubages,   les gaz destinés à l'abaissement de la contrepression, il suffit de le faire à un moment où il se produit, dans cette chambre, une tension de gaz de com- bustion coïncidant avec la pression de gaz de combustion que possèdent les gaz de combustion eux-mêmes à la fin de la dilatation dans le dispositif à tuyères ou à aubages; on obtient ainsi, à part certains courts intervalles nécessaires au remplissage des espaces contribuant à la formation de la contre-pression, une équidistance tout à fait suffisante entre l'expansion et la contre-pression. 



  Dans ce cas, des gaz de combustion produits,dans la chambre de prélèvement, sous une tension supérieure à la tension de'prélèvement, peuvent toujours, jus- qu'au moment où commence le prélèvement, être amenés à agir sur le dispositif à tuyères et à aubages, en aval duquel les gaz de combustion de cette même chambre de prélèvement sont utilisés, à des pressions faibles et inférieures à la tension de prélèvement, pour produire une contre-pression qui s'abaisse avec la dilatation dans le dispositif à tuyères et à aubages.

   Cela permet à, son tour un décalage avantageux de cycle de travail de plusieurs chambres d' explosion correspondant aux mêmes dispositifs à tuyèrs et à aubages; avec ce décalage, pendant le laps de temps où s'effectue la dilatation, dans le dis- positif à tuyères et à aubages, des gaz de combustion provenant d'une des cham- bres d'explosion, on utilise des gaz de combustion prélevés dans une autre cham- bre pour produire la contre-pression abaissée, cependant que, vice versa, leurs quantités partielles à tension plus élevée de cette dernière chambre sont acte- nées à agir sur le dispositif à tuyères et à aubages en aval duquel les quan- tités partielles de gaz de combustion ayant la plus faible tension, provenant 

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 de la première chambre considérée., produisent les contre-pressions équidis- tantes. 



   Naturellement, l'application de ce procédé ne se limite nulle- ment à un seul dispositif à tuyères et à aubages, c'est-à-dire à un seul étage de turbines. Au contraire, des gaz de combustion utilisés à produire la contre- pression peuvent être amenés à d'autres dispositifs à tuyères et à aubages qui , leur sont affectés pour utilisation, et en aval desquels on produit de nouveau des contre-pressions de gaz de combustion, abaissées pendant le dilatation des gaz de combustion précédents dans ces dispositifs à tuyères et à aubages, afin d'obtenir des modifications d'enthalpie égales, ou à peu près égales, des pre- miers gaz de combustion mentionnés; pour cela, ces quantités partielles de gaz de combustion à tension encore plus faible peuvent être empruntées aux chambres d'explosion correspondantes. 



   Les chambres d'explosion doivent être construites de façon appro- priée au déroulement de ces processus de travail. Ce déroulement demande natu- rellement un certain temps. Bien que certains processus se déroulent en partie conformément à des lois physiques et chimiques, comme par exemple la durée de la combustion explosive (explosion), on possède, par la commande de la chambre d'explosion et par la fixation, tout d'abord arbitraire, dea moments de comman- de, le moyen d'assigner aux processus eux-mêmes une longueur déterminée, et de fixer   '9,volonté,   dans le temps, leur position par rapport à l'ensemble du cycle de travail;

   bien entendu, il faut, dans ce domaine, tenir compte de certaines lois, en ce sens que l'on ne peut jamais attribuer, à la fraction du cycle de travail comprenant ces processus, une durée plus courte que la durée maximum du processus physique et/ou chimique tombant dans le fraction du cycle de tra- vail ainsi mesurée. 



   Or, le procédé de travail indiqué au début donne une possibilité avantageuse d'éviter les difficultés qui pouvaient se produire dans le fonction- nement intermittent,usuel avant la présente invention. Elles étaient   constituées   par le fait que, pendant les pauses inévitables entre les différentes explosions, il pouvait se produire un retour de courant du réseau sur la turbine, de sor- te que l'arbre de la turbine devenait récepteur d'énergie et non plus entrai- neur.

   Mais cela engendrait aussi la possibilité que ces inversions de motrici- té   arriver''   même à se succéder à un rythme susceptible de provoquer   des@@scil-   lations de torsion qui, à leur tour, peuvent devenir assez fortes pour que les boulons d'accouplement entre l'arbre de turbine et l'arbre du générateur électrique se brisent, si même il ne se produit pas de rupture d'arbre. 



   Or, la présente invention part aussi de cette constatation que, si l'on subdivise un cycle de travail dans les chambres d'explosion, en un nom- bre de fractions de cycle de travail correspondant au nombre de chambres d'ex- plosions, il y a possibilité d'amener ces fractions de cycle de travail à se succéder sans intervalle de temps entre eux, d'obtenir aussi cette succession sans chevauchement réciproque dans le temps, et d'assigner à chacuné des frac- tions de cycle de travail une durée égale.

   Si, dans ces conditions, l'on déca- le les cycles de travail des chambres du générateur de gaz moteurs, les uns par rapport aux autres, d'une durée égale chaque fois à celle d'une fraction de cy- cle de travail, il en résulte une solution particulièrement simple du problème posé, puisqu'on arrive   à   ce résultat qu'à chaque moment du fonctionnement, une des chambres au moins injecte les systèmes de tuyères et d'aubages correspon- dants, et que, par suite, l'on peut réaliser de cette manière une injection in- interrompue. Ainsi, à chaque moment du temps où le générateur dépendant d'un arbre de turbine se trouve relié au réseau, l'arbre de turbine transmet un mo- ment de rotation positif, de sorte que l'on évite également ainsi avec certi- tude le danger de fonctionnement décrit plus haut. 



   On a déjà proposé plusieurs fois le décalage des cycles de tra- vail dans les chambres de combustion d'un ensemble de turbines à combustion interne à explosions, mais c'était pour des raisons entièrement différentes, et pour accomplir des taches techniques de nature absolument différente. La seu- le de ces propositions qui vaille la peine d'être mentionnée est une forme d' 

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 exécution dans laquelle on décalait les cycles de travail l'un par rapport à l'autre de telle façon que les temps d'expulsion des gaz de combustion rési- duels se succédaient de façon continue.

   Il est vrai que l'on obtenait ainsi la possibilité d'utiliser des compresseurs à caractéristique abrupte, et la suppression du prélèvement de l'air de chargement à intervalles périodiques, donc à succession interrompue;mais on n'était pas encore en mesure deobtenir aussi la succession continue des autres fractions du cycle de travail, de sorte que l'on ne pouvait pas encore obtenir les avantages qui peuvent être atteints par la réalisation de la présente idée d'invention, à supposer marne que l'on donne suite à cette proposition non publiée tendant à faire se succé- der les intervalles de temps des ouvertures d'air de chargement. 



   Si maintenant l'on considére en détail les fractions du cycle de travail, on peut constater, dans l'ensemble, que trois des fractions du cy- cle de travail jouent un rôle particulièrement décisif dans le fonctionnement des chambres d'explosion. Si l'on part d'une chambre entièrement vidée, donc telle qu'elle n'existe que lors de la première mise en service d'un généra- teur de gaz moteurs, il s'agit donc, tout d'abord, de produire dans cette cham- bre un chargement permettant   l'allumage.   On dispose pour cela des possibilités les plus diverses, parmi lesquelles il faut préférer le procédé de chargement conduisant aux temps de chargement les plus courts.

   Car bien entendu, dans la technique des turbines à combustion interne à explosions, comme dans toute au- tre, il existe la tendance à rechercher toujours de plus grandes puissances par unité de volume ou de poids de la machine, de sorte que le nombre de cycles de travail doit être majoré en conséquence, Cela n'est possible que si les frac- tions de cycle de travail se déroulent dans les temps théoriques et pratiques les plus courts. Un procédé de chargement de ce genre se caractérise par le fait qu'au début de la fraction de cycle de travail, les organes d'admission d'air et d'échappement de gaz de combustion résiduels de la chambre d'explo- sion s'ouvrent, et qu'à la fin de la fraction de cycle de travail, les deux organes se ferment.

   Car il faut partir de ce fait que, dans le générateur de gaz moteurs en service et contrairement à ce qui se passe lors de la première mise en service considérée, il reste dans la chambre d'explosion, après que cette chambre s'est vidée des gaz de combustion sous tension, une quantité résiduelle de gaz de combustion qui sont à la contre-pression régnant alors, et qui   dcivent   être éliminés pour amener la chamgre à un état permettant l'ad- mission du nouveau chargement; autrement dit, la chambre doit être balayée. 



  Précédemment, on procédait à ce balayage indépendamment du chargement, de sorte qu'il se créait une fraction de cycle de travail particulière, qui, naturelle- ment, demande un temps déterminé. Mais si les gaz de combustion résiduels sont expulsés par l'entrée même de l'air de chargement, ce temps de préparation de la chambre en vue du nouveau chargement se réduit au temps de chargement lui- même, c'est-à-dire au laps de temps pendant lequel il faut admettre de l'air de chargement, pour que la chambre, au moment de l'allumage, soit entièrement remplie d'un mélange permettant l'allumage, pour la même raison, on introduit le carburant pendant un laps de temps qui s'étend sur une partie de la durée de la fraction du cycle de travail correspondant au chargement, en particu- lier en cas d'injection de carburant liquide.

   On obtient ainsi l'avantage que l'air de chargement, encore en plein mouvement, agit sur le carburant et le répartit uniformément dans toute la chambre. 



   La phase de chargement est suivie d'une fraction tout aussi im- portante du cycle de travail, dans laquelle tombent l'allumage et la combustion explosive (explosion). Si l'on poursuit la réalisation de l'idée de   l'invention,   cette fraction se caractérise par le fait qu'au début de celle-ci , les organes d'admission de l'air de chargement et d'échappement des gaz de combustion rési- duels se ferment, tandis qu'à la fin de cette fraction, un organe d'échappement s'ouvre pour les gaz de combustion dont l'état initial est représenté par l'ap- parition de la pression maximum d'explosiono 
Naturellement, les gaz de combustion sous tension ainsi produits doivent être conduits à une utilisation profitable, ce qui, pour des gaz, a lieu en les soumettant à une expansion avec accomplissement d'un travail exté- rieur. 

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   En poursuivant la réalisation de l'idée de   1-'invention,   on peut, sur ce point, s'engager sur des voies entièrement nouvelles, en ce sens que les gaz de combustion sont soumis à la dilatation pendant un laps de temps n fois supérieur à la durée d'une fraction de cycle de travail, n étant un nom- bre entier, égal ou supérieur à l'unité.

   Si l'on choisit n égal à 1, c'est-à- dire si l'on soumet les gaz de combustion à une dilatation qui, comme'd'usage, va de la pression maximum d'explosion à une tension de gaz de combustion rési- duels correspondant à la pression de chargement, et si l'on ne tient pas comp- te de la dilatation possible des gaz de combustion résiduels eux-mêmes, on réalise le cycle de travail le plus court que l'on puisse théoriquement imagi- ner, ce qui veut dire que l'on peut assigner à une turbine de ce genre les plus grands nombres de cycles de travail par unité de temps, étant donné que la di- latation ne doit pas se prolonger au delà de la durée d'une fraction de cycle de travail.

   Ge procédé, dans un générateur de gaz moteurs à trois chambres, doit   être   mis en oeuvre de telle manière que les cycles de travail dans les trois chambres   s'accomplissent   avec un décalage cyclique ayant chaque fois la valeur d'une fraction de cycle de travail. Cela veut dire que, pendant que le processus de chargement s'accomplit dans la première chambre, l'allumage et 1' explosion sont provoqués dans la deuxième chambre, tandis que la troisième chambre est, à ce moment-là, utilisée à l'injection du système d'aubages de la partie turbines de l'installation. Pendant la fraction suivante du cycle de travail, l'allumage et l'explosion sontprovoqués dans la première chambre, la deuxième chambre est utilisée à l'injection du système d'aubages, et dans la troisième chambre le processus de chargement s'accomplit.

   Pendant la troisiè- me fraction du cycle de travail, la première chambre d'explosion est affectée à l'injection de la turbine, la deuxième est en cours de chargement, et dans la troisième, l'allumage et l'explosion sont réalisés. On obtient donc, comme on se le proposait, l'injection ininterrompue du système de tuyères et d'au- bages, qui peut être constitué d'un ou plusieurs étages, de sorte que les éta- ges suivants sont, eux aussi, injectés de façon ininterrompue, et que le géné- rateur de gaz moteurs fournit constamment des gaz moteurs à une pression ne variant plus que faiblement et dont la tension moyenne correspond à la pres- sion de l'air de chargement, pour utilisation consécutive, par exemple dans des turbines de travail à plusieurs étages, munies d'aubages Parsons,

   tandis que le système de tuyères et d'aubages de la turbine à combustion interne à explosions peut lui-même actionner les machines auxiliaires, en particulier les compresseurs d'air de chargement et éventuellement de gaz combustible. 



   Si par contre n est choisi supérieur à 1, par exemple égal à 2 ou 3, on obtient une possibilité particulièrement avantageuse d'appliquer le procédé de travail proposé au début. Sur la durée d'une fraction du cycle de travail, les gaz de combustion ne sont donc soumis qu'à une fraction de la dilatation correspondant à la chute totale utilisable, de sorte que, sur la durée du cycle de travail, on n'utilise que des chutes partielles. En principe, on pourrait soumettre à l'utilisation de ces chutes partielles la quantité de gaz de combustion produite en tout par chambre et par explosion. Mais des possibilités bien plus avantageuses sont offertes, si des quantités partiel- les sont soumises à ces dilatations partielles.

   Il devient ainsi possible, pendant la dilatation partielle d'une quantité partielle à tension plus éle- vée dans un dispositif à tuyères et à aubages, d'emprunter à une autre cham- bre d'explosion une quantité partielle de tension plus faible, et de soumettre cette quantité partielle à une expansion partielle en aval du même dispositif à tuyères et à aubages, en regardant dans la   direction   suivie par les gaz de combustion; comme les deux processus possèdent la même caractéristique d'ex- pansion, et comme on a la possibilité de les synchroniser de la manière expo- sée, cela veut dire que la chute partielle correspondant aux différences de tension entre les pressions d'injection et les contre-pressions reste prati- quement égale dans l'étendue considérée, de sorte qu'on obtient des rende- ments de roue élevés.

   Mais par la réalisation de cette possibilité, on n'a nul- lement épuisé les possibilités offertes par le nouveau procédé de travail, bien au contraire on peut aussi réaliser, avec de grands avantages, des procédés différents. 

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   Si l'on se limitait au mode de réalisation avantageux et déjà mentionné du procédé de travail, avec les fractions fondamentales du cycle de travail qui sont le chargement, l'explosion après allumage et la dilatation, on obtiendrait, une subdivision du cycle de travail en un nombre de fractions au moins égal à n + 2, étant donné qu'il y aurait, en plus des n fractions de cycle de travail affectées à la dilatation, au moins une fraction de cycle de travail pour le chargement, y compris l'expulsion des gaz de combustion ré- siduels, et au moins une autre fraction de cycle de travail pour l'allumage et l'explosion. Pour la même raison, le nombre des chambres est lui aussi au moins égal à n + 2. Mais la réalisation de l'idée d'invention n'est pas liée à cette organisation avantageuse du cycle de travail.

   C'est ainsi que l'on peut, par exemple, prévoir une fraction de cycle de travail pour   l'expul-   sion des gaz de combustion résiduels (balayage), et une autre fraction spé- ciale de cycle de travail pour le surchargement à l'aide du mélange. Dans ce cas, et si   l'on   adopte deux expansions partielles, on obtiendrait en tout . cinq processus partiels, pour le déroulement desquels il faudrait cinq cham- bres, le décalage cyclique des cycles de travail étant d'une fraction de cy- cle de travail pour chaque chambre.

   Si l'expansion n'est pas subdivisée, il se produit quatre processus partiels, pour le -déroulement desquels il faut quatre   chambreso   Il y a même possibilité de réunir dans une seule fraction de cycle de travail l'expulsion desgaz de combustion, le chargement, l'allumage et l'explosion, et de prévoir au moins une fraction supplémentaire de cycle de travail pour la dilatation. Mais un fonctionnement de ce genre se limite à des nombres faibles de cycles de travail par unité de temps; en outre, on ne pourrait éviter certaines répercussions sur la fourniture d'air de charge- ment. 



     Comme   n désigne le nombre des dilatations ayant chacune la du- rée d'une fraction de cycle de travail, et comme on peut en outre appeler x la fraction de cycle de travail affectée à   l'expulsion   des gaz de combustion résiduels (balayage) et au chargement,   et ;[   celle affectée à l'allumage et à la combustion explosive (explosion), tandis que z désigne une pause que l'on employait précédemment par exemple pour des raisons de réglage, pour pouvoir modifier, par sa longueur plus ou moins grande, le nombre de cycle de travail et par suite la puissance de l'installation, les modes d'organisation possibles du procédé de travail seraient donc donnés par les combinaisons suivantes : nxy, nxxy,   nz:xy   et nxzy.

   Dans ce cas, comme déjà indiqué, x et y peuvent être réunis en une seule fraction de cycle de travail dans les cas où le nombre de cycles de travail est inférieur à 100 par minute environ. Les mêmes possibi- lités existent aussi, en principe, en ce qui concerne l'application pratique de l'idée d'invention, mais ici, par suite de la nécessité de prévoir dans chaque cas une chambre d'explosion spéciale pour la pause z, les deux der- nières possibilités indiquées sont pratiquement exclueso 
Lorsqu'on a dit plus haut que l'on procède à la subdivision des cycles de travail en un nombre de fractions de cycle de travail correspondant au nombre des chambres d'explosion, il est bien entendu qu'il n'y a lieu de compter, dans le nombre des chambres d'explosion, que celles des chambres d' explosion qui,

   conformément au décalage d'une fraction de cycle entre les cy- cles de travail, en sont à n'importe quel moment du fonctionnement justement à des fractions de cycle de travail-différentes d'une chambre à l'autre.   Na-   turellement, on peut aussi penser-par exemple à cause de la limitation de la grandeur des chambres- à prévoir des chambres travaillant en parallèle, donc des groupes de chambres qui, en ce qui concerne le décalage des cycles de tra- vail, ne se comportent pas autrement qu'une seule grande chambre, c'est-à-dire qui se trouvent à tout moment à une même fraction du cycle de travail. Dans ce   ca--,   dans 13 comptage des chambres d'explosion, le nombre des groupes prend la place de celui des chambres individuelles. 



   Par la réunion des deux mesures, on obtient des progrès nota- bles, du fait que l'on est maintenant en mesure de provoquer, en aval des dis- positifs à tuyères et à aubages, l'expansion de quantités partielles de gaz de combustion ayant des tensions plus faibles, tandis que de leur coté, les dis- positifs à tuyères et à aubages sont injectés simultanément par des quantités 

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 partielles de gaz de combustion dont la tension initiale apparaissant au mo- ment de l'échappement est plus élevée. Gomme il s'agit dans les deux cas d' expansions, les chutes de tension se produisant ou produites de cette maniè- re possèdent les mêmes caractéristiques en amont et en aval des systèmes à tuyères et à aubages.

   Comme en outre, au moyen du décalage des cycles de travail des chambres d'explosion correspondantes, il est possible de synchroni- ser ces phénomènes d'injection et de contre-pression, on dispose, grâce à cette mesure, d'un moyen extrêmement simple d'assigner aux aubages des chutes prati- quement égales. Ceci a une influence très importante sur les   possibi lités   de développement et le rendement du système d'aubages.

   Alors qu'auparavant on était forcé d'employer des roues Curtis ayant un rendement insuffisant, étant donné la forte variation des chutes par suite de l'apparition seulement unila- térale de la chute de tension des pressions d'injection, dans la meilleure hy- pothèse avec une contre-pression constante, et en pratique avec une contre- pression un peu croissante par suite de la dimension limitée des espaces com- pensateurs de pression; alors qu'on était forcé, en outre, de donner à ces roues Curtis une double couronne, de sorte que l'on devait disposer des aubes fixes de conduite ou d'inversion, qui amenaient des difficultés de service par suite de la suppression de la pause d'injection qui existe pour toute aube ro- tative;

   alors que, pour finir, on devait disposer dans la partie supérieure des turbines les tuyères injectées par les gaz de combustion résiduels, - avec des perturbations indésirables dans la construction des turbines - par suite de la disposition souterraine des chambres d'explosion, qui conduit à instal- ler dans la partie inférieure de l'enveloppe des turbines les dispositifs à tuyères utilisant la quantité principale de gaz de combustion; au lieu de   cela-,-   on possède désormais le moyen, par la mesure simple dont il a été question, de résoudre d'un coup toutes ces difficultés.

   Car les chutes individuelles peuvent maintenant être calculées de telle sorte qu'elles deviennent suscep- tibles d'être utilisées dans des roues à une seule couronne, dont les vites- ses circonférentielles sont de plus de 250 m s, de préférence environ 300 m s, de sorte que l'on peut réaliser des rendements de roue   compris   entre 75 et 85%. 



  Les aubages de ces roues peuvent, dansée cas, être entièrement protégés, mise à part les sections de tuyères recevant l'injection, et si l'on fait abstrac- tion de la propagation des gaz de combustion, de sorte que la résistance de ventilation se trouve réduite en conséquence, alors que sinon elle pourrait devenir très grande pour des chutes relativement petites et des pressions de chambre de roue relativement élevées. Mais avec les roues à une seule couronne, les aubes de conduite ou d'inversion avec leur refroidissement quelque peu difficile, disparaissent   entièrement.   De morne, les dispositifs de tuyères dans la partie supérieure de l'enveloppe disparaissent entièrement, de sorte que la moitié supérieure de l'enveloppe de turbine peut recevoir la forme d'un simple couvercle de botte. 



   La présente invention, partant de des constatations, repose sur l'idée décisive que les augmentations de rendement de turbines que l'on peut atteindre par ces mesures, jointes au rendement thermique élevé du processus à explosion en soi, sont d'une importance   telle   que l'on peut renoncer à l'u-   tilisation   de la chaleur perdue, jugée indispensable jusqu'à présent pour at- teindre des rendements économiques. Cette utilisation de la chaleur perdue peut en général se faire dans des échangeurs de chaleur, qui non seulement sont d' un poids élevé, mais dont la mise en place exige aussi des espaces importants, parce qu'il faut loger des surfaces d'échange de chaleur ayant un   d éveloppement   relativement important.

   Plus la chute de chaleur et de température est alors faible, c'est-à-dire plus on est forcé de compter sur l'utilisation de la cha- leur, et plus ces exigences de poids et de volume s'accroissent en proportion, de sorte que, dans beaucoup de cas, les échangeurs de chaleur ne peuvent plus trouver place. Ceci s'applique en particulier à la propulsion des véhicules et des avions, dans lesquels on doit veiller non seulement à diminuer le poids et à restreindre l'encombrement, mais aussi à rendre le dispositif de propul- sion extrêmement simple, à le loger de façon à en faciliter la surveillance, et à rendre le maniement simple. 



   Ainsi, le procédé de fonctionnement propos: se caractérise par 

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 le fait que l'état des gaz de combustion en dehors des chambres d'explosion et des dispositifs à tuyères et à aubages de l'étage des turbines à explosion et de l'étage de consommation, est maintenu invariable,à part les pertes inévi- tables. Par suite, les agents de refroidissement primaire ou secondaire, après absorption de la chaleur de refroidissement primaire ou secondaire, sont éva- cués au moins de l'étage des turbines à explosion 1, ce qui veut dire que   l'on   renonce à rendre cette chaleur de refroidissement primaire ou secondaire utili- sable à nouveau pour le processus général - tout au moins de l'étage des tur- bines à explosion de l'installation - au moyen d'échangeurs de chaleur spéciaux. 



  De même, les gaz d'échappement contenant encore une chaleur sensible sont éva- cués de l'étage des turbines à explosions de l'installation, alors qu'aupara- vant on   s'efforçait   de récupérer cette chaleur sensible, en l'utilisant de pré- férence à produire de la vapeur, et/ou à surchauffer de la vapeur. 



   On a eu connaissance de nombreuses propositions dans lesquelles, en partie consciemment, en partie pour des raisons de simplification du dessin, les échangeurs de chaleur annexés à l'installation n'ont pas été représentés. 



  Mais on ne peut en tirer la conclusion que l'on soit parti, dans ces proposi- tions, de l'idée qui sert de base à la présente invention. Car, dans la   mesure   où ces installations ont consciemment renoncé à l'utilisation de la chaleur, elles partaient d'une idée fausse du rendement que l'on pouvait atteindre, de sorte que l'on n'a jamais entendu parler de réalisations pratiques d'installa- tions de ce genre. Il en est de même, d'une manière analogue, pour les instal'- la't'ions dans lesquelles l'utilisation de la chaleur n'a pas été représentée parce que, dans ces cas, l'objectif poursuivi n'était pas l'utilisation de la chaleur.

   En face de ce qui a été ainsi publié, la présente invention repo- se sur la constatation entièrement nouvelle et originale que, pàr la liaison avec le nouveau procédé de fonctionnement exposé plus haut, on réussit à ac-   crottre   le rendement d'ensemble des turbines à combustion interne à explosions, par une augmentation décisive du rendement des turbines, au point que la ren- tabilité du fonctionnement se trouve garantie, même ,sans utilisation de la cha- leur perdue. C'est seulement cette réussite qui permet de faire marcher l'instal- lation en maintenant inchangé l'état des gaz de combustion en dehors des cham- bres d'explosion et des dispositifs à tuyères et à aubages de l'étage des tur- bines à explosions, si l'on fait abstraction des pertes inévitables par rayon- nement, conduction thermique, etc. 



   Les dispositifs servant à la réalisation du procédé décrit peu- vent être exécutés de la manière la plus variée. Ils se caractérisent de pré- férence par des chambres d'explosion adjointes à des systèmes à tuyères et à aubages et possédant des orifices d'échappement commandés, pour le prélève- ment de gaz de combustion destinés à produire, en aval des dispositifs à au- bages si l'on regarde dans la direction suivie par les gaz de combustion, des contre-pressions dont la pression est abaissée pendant la dilatation des gaz de combustion dans des dispositifs à tuyères et à aubages situés en amont. 



   Il convient alors que le nombre des chambres d'explosion soit au moins égal au nombre des fractions de cycle de travail d'une chambre d'ex- plosion, ou, dans l'exécution par groupes dont il a été question, égal au mul- tiple entier du nombre de fractions du cycle de travail. Chaque chambre de combustion présente alors n + 1 organes d'échappement commandés. Il convient alors que, parmi les n + 1 échappements commandés de gaz de combustion, n or- ganes d'échappement au moins soient placés en amont de dispositifs à tuyères et à aubages, pour jouer le rôle de soupapes de tuyères. Cela signifie qu'il est prévu au moins un organe d'échappement pour l'évacuation des gaz de combus- tion résiduels.

   Mais étant donné la possibilité d'utiliser aussi, au moins en partie, les gaz de comgustion résiduels dans un dispositif spécial de tuyères et   d'aubages,   on peut aussi donner à n + 1 échappements commandés de gaz de combustion la forme de soupapes de tuyères. Les dispositifs à tuyères et à au- bages seront en nombre correspondant, et par conséquent aussi les étages de turbines. 



   Si la conduite de prélèvement de gaz moteurs est raccordée au dispositif de soupapes d'échappement, qui naturellement est aussi en relation, 

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 par des conduites de gaz de combustion, avec le dernier dispositif à aubages, on obtient la possibilité d'utiliser même les gaz de combustion résiduels pour donner, comme déjà mentionné, une allure avantageuse à la contre-pression, de sorte que même au dernier étage de turbines correspondent des chutes partiel- les pratiquement égales. 



   Il est avantageux de donner aux conduites de transfert des gaz de combustion à l'intérieur des étages de turbines à explosions une section intérieure entièrement libre. Jusqu'à présent, on devait incorporer les échan- geurs de chaleur à ces conduites de transfert de gaz de combustion, de sorte que les sections intérieures étaient restreintes par leur présence, ou bien étaient élargies dans le cas où l'on voulait garder inchangée la vitesse des gaz. Naturellement, il y avait aussi la possibilité de laisser la section in- changée, en agençant les parois mêmes des conduites comme surface d'échange de chaleur. Mais   cete   possibilité est aussi entièrement éliminée selon l'inven- tion.

   Il est pratique, dans cet ordre d'idées d'installer les conduites de transfert entre les chambres d'explosion et/ou les dispositifs à tuyères et à aubages de l'étage des turbines à explosion, à l'intérieur d'une enveloppe contenant les dispositifs à tuyères et à aubages de l'étage des turbines à ex- plosion. Mais naturellement, la réalisation avec une seule enveloppe n'exclut pas les réalisations à plusieurs enveloppes, car dans celles-ci l'invention peut être réalisée avec les mêmes avantages.

   De même, il n'est pas nécessaire d'ins- taller sous une seule enveloppe un étage de turbines de consommation faisant suite, dans le courant de gaz moteur, à l'étage de turbines à explosions, ni de séparer son enveloppe de celle ou de celles de l'étage des turbines à ex- plosions, car dans toutes ces éventualités, on aurait tous les avantages de la réalisation de l'invention.

   Le terme   "étage",   employé à l'occasion de 1' idée d'invention, n'a pas ici la signification usuelle de l'étage de pression de turbines, mais celle de la division de l'installation motrice thermique en un étage de turbines à explosions, produisant des gaz moteurs, et un étage de consommation alimenté par des gaz moteurs, celui-ci pouvant aussi être conçu sous forme de turbine, par exemple de turbine Parsons à étages multiples, et transformant ensuite l'énergie des gaz de combustion en travail extérieur mé- canique, ou suivant les cas, en travail extérieur électrique, par l'intermé- diaire d'un générateur électrique actionné par cet étage. 



   Le dessin représente à titre d'exemple une réalisation de l'idée de l'invention, en l'espèce, un générateur de gaz moteurs conçu sous la forme de turbine à combustion interne à explosions, avec plusieurs chambres et deux étages de turbines, et servant à alimenter une turbine motrice fournissant un travail extérieur. 



   Fig.   4   met en évidence, sous une forme schématique, la construc- tion, exécutée conformément à l'invention, d'un générateur de gaz moteurs fonc- tionnant à l'huile. 



   Fig. 5 montre le graphique correspondant de la pression en fonc- tion du temps, tandis que 
Fig. 6 reproduit le graphique Q fonction de V pour la même instal- lation. 



   Fig. 7 montre le graphique Q fonction de V, à plus grande échel- le, avec mise en évidence d'un procédé de travail différent, 
Fig. 8 représente, partiellement en vue extérieure, partielle- ment en coupe, un générateur de gaz moteurs avec exécution modifiée des sou- papes de chargement, de tuyères et d'échappement, 
Fig. 9 représente une coupe transversale du générateur de gaz moteurs de la fig. 8. 



   Fig. 10 représente, schématiquement, un générateur de gaz mo- teurs avec utilisation des gaz de combustion résiduels dans un système d'au- bages spécial, 
Fig. 11 représente une forme d'exécution un peu modifiée par rap- port à la fig. 10. 

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   Sur la fig. 4, 24 désigne l'arbre de rotor, sur lequel sont mon- tées les deux roues à turbines à une seule couronne 25 et 26, qui forment les deux étages de turbine de l'ensemble. En amont du dispositifà aubages 25a se ' trouve le dispositif à tuyères I, qui. est relié, par des conduites à gaz de combustion, à chacune des chambres d'explosion 27, 28, etco que comporte 1' ensemble. Ces liaisons sont désignées par 29 et 30. Par l'intermédiaire de soupapes de tuyères commandées désignées par 31 et 32, les raccords 29, 30 sont isolés de la chambre d'explosion ou mis en communication avec elle. 



  Pour des raisons de simplification, on n'a pas représenté le dispositif de commande de ces soupapes. Toutefois, la disposition et la commande des sou- papes de tuyères 31 et 32 peuvent, en principe, être exécutées comme le re- présente   la fige   1 pour la soupape 6, d'une manière en soi connue. Les dispo- sitifs d'allumage sont désignés par 5, les soupapes d'air de chargement par 2. Conformément à la disposition d'une turbine à huile, on a prévu en 33 des conduites d'arrivée de carburant, dont les extrémités d'injection sont direc- tement installées dans les soupapes à air de chargement 2. Une conduite annu- laire 34 fournit de l'air de chargement aux chambres d'explosion.

   On n'a pas prévu de soupapes spéciales de chargement additionnel, car l'installation de turbines à combustion interne à explosions, qui est conçue principalement pour produire des gaz moteurs, doit fonctionner suivant le procédé dit à chargement ouvert, ce qui veut dire que la soupape d'échappement, dont il se- ra question plus loin, est maintenue ouverte non seulement pendant toute la durée de l'ouverture de la dsoupape à air de chargement dans une chambre, pour l'expulsion du résidu de gaz de combustion, mais encore pendant le dé- but de l'injection de carburant (ou éventuellement de   l'admission   de gaz combustible). Avec ce chargement ouvert, on obtient des conditions   particuliè-   rement avantageuses de mélange entre l'air d'une part, le carburant ou le gaz combustible d'autre part.

   Jusque   là,la   construction de la turbine à combustion interne à explosions, avec la modification décrite du procédé de chargement, correspond en principe à la structure connue des turbines suivant fig. 1. 



   Par contre, on a pris, dans le cadre de l'invention, les autres mesures suivantes : 
On se référera tout d'abord au graphique de la pression en fonc- tion du temps, fig. 5, auquel obéit , d'une manière en soi connue, l'installa- tion de turbines décrite jusqu'ici. Sur ce graphique, A désigne le moment où s'est formé la pression maximum d'explosion après   l'alluntage   précédent. Par l'ouverture de l'une des soupapes à tuyères 31, 32, il se produit, en partant du point A, une expansion qui, avec l'intervention des tuyères I, se prolonge- rait jusqu'au point C, sans les mesures prises conformément à l'invention.

   A ce point C, la soupape considérée se ferme, et une des soupapes d'admission d'air de chargement s'ouvre, en même temps que la soupape d'échappement cor- respondant à la soupape d'échappement 10 de la fig,   l,   et, sous l'action de l'air de chargement qui exerce une poussée, les gaz de combustion résiduels sont expulsée le long de la ligne C - E. Au moment E, les soupape s d'admission d'air de chargement, et d'échappement, se ferment. Auparavant, l'injection du carburant par la conduite 33 a eu lieu en D, de sorte qu'ainsi se trouve réa- lisé le chargement dit "ouvert" dont il a déjà été question, dans lequel la soupape d'admission d'air de chargement et la soupape d'échappement sont ou- vertes.

   Au point E, il existe dans les chambres un mélange homogène, bien bras- sé, permettant l'allumage, de sorte qu'il suffit de l'allumage au moment 15 pour provoquer la hausse abrupte de pression qui condirait à nouveau à l'appa- rition de la pression maximum d'explosion, au point A du cycle de travail sui- vant. 



   En ce qui concerne l'utilisation de la chute de gaz de combus- tion, la structure décrite jusqu'ici du générateur de gaz moteurs suivant   fige   4 ne se distinguerait donc pas essentiellement de la structure de la turbine à combustion interne à explosions de la fig. 1. Mais on avait indi- qué plus haut que le procédé de travail de l'installation suivant fig. 1 n' est pas entièrement satisfaisant parce que,   comne   le montre la fig. 3, mal- gré l'installation du récipient compensateur de pression 13, on ne parvient pas, comme on le cherchait, à maintenir constantes las chutes de gaz de combus- 

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 tion à la limite des zones I et 11a. Le but poursuivi était que la courbe de contre-pression, dessinée en pointillé, soit le plus possible parallèle à 1' axe des abscisses.

   Même si l'équidistance entre cette courbe de contre-pres- sion et l'axe des abscisses avait pu être réalisée, on aurait encore eu à utiliser dans la zone I, c'est-à-dire avec le dispositif de roue 7, des chu- tes de gaz de combustion relativement très variables. En réalité, le parallé- lisme escompté entre la courbe de contre-pression et l'axe   d-es   abscisses ne s'est même pas produit, mais au contraire la courbe de contre-pression a pris une allure assez abrupte vers le haut, de sorte que la variation des chutes dans la zone I s'accroissait, et n'était même pas satisfaisante dans la zone 
11a. Ces circonstances nécessitaient une modification essentielle.

   Car si 1' on parvenait à modifier la courbe de contre-pression, dessinée suivant son allure réelle sur la fig. 3, de telle façon qu'elle prenne une allure équidis- tante par rapport à la courbe d'expansion dessinée en trait continu, on pour- rait alors réaliser dans les roues à turbines des chutes de gaz de combustion approximativement constantes. 



   On a dessiné en 35, sur la fig. 5, une courbe de contre-pression de ce genre, qui reste hypothétique sans les moyens de l'invention. Sa posi- tion a été ici déterminée de manière qu'un certain nombre d'autres conditions avantageuses soient satisfaites. Car tout d'abord, la température moyenne à laquelle se trouve soumis un système d'aubages travaillant avec une telle al- lure de contre-pression, ne doit pas dépasser le chiffre que l'on peut   maltri-   ser sans risque avec les constructions de roues connues, les dispositions con- nues des chambres de roues et les possibilités connues de refroidissement, et sans que les matériaux soient soumis à des conditions trop voisines de la va- leur limite de la résistance de ces matériaux à l'allongement.

   En outre, la dis- tance entre les deux courbes équidistances du graphique doit être choisie de telle sorte, qu'il se produise des chutes permettant d'utiliser des roues à une seule couronne ayant des vitesses circonférentielles supérieures à 250   mise     pouvant tre par exemple voisines de 300 m/ so Enfin, la courbe de contre-. pression doit, autant que possible, se trouver en dessous de la ligne de   la contre-pression critique qui, pour les gaz de combustions, est comprise entre 0,5 et 0,6 de la pression régnant dans la chambre. Cela comporte l'avan- tage que l'on peut utiliser des tuyères Laval dans lesquelles le courant de gaz en amont de la plus petite section de tuyère peut, à égalité de rendement de tuyères, avoir une turbulence plus grande que dans les tuyères non élargies. 



  Comme la ligne de contre-pression 35 doit satisfaire à ces conditions avanta- geuses, on akainsi caractérisé du même coup de façon plus restreinte l'objec- tif technique de la présente invention. Ce qui a été exposé dans ce sens pour le   dispositif   à tuyères I et le dispositifà roue de turbine 25, est bien en- tendu aussi valable d'une manière analogue pour le dispositif à tuyères II et le dispositif   à   roue de turbine 26, de sorte qu'en ce qui concerne ces derniers, on aurait à réaliser, sur le graphique de la fig.

   5, une courbe de   contre-pres-   sion caractérisée par le tracé en pointillé 360 
Puisque l'on a réussi, avec les moyens de l'invention, à réali- ser cette allure des contre-pressions, la solution trouvée dans le cadre de l'invention a donc déjà été mise en évidence par cette   représentation   graphi- que. 



   L'invention se caractérise donc, sur le graphique des pressions en fonction du temps donné par la figo 5, par un abaissement voulu et méthodi- que des courbes de contre-pression 35, 36 qui, dans le sens de circulation   des   gaz, sont engendrées en aval des dispositifs à aubages 25,26, pendant le temps même ou pendant un temps voisin de celui de la dilatation subie à par- tir de A par les gaz de   combustion   dans les dispositifs à tuyères I, II, abais- sement par lequel il se produit, dans les dispositifs à aubages 25, 26, des chutes de gaz égales ou pratiquement égales, données par l'équidistance de la courbe d'expansion partant de A et des courbes de contre-pression 35, 36. 



   Pour réaliser matériellement cette invention mise en évidence par le graphique des pressions en fonction du temps, le générateur de gaz mo- teurs de la fig. 5 a subi, par rapport à la construction usuelle jusqu'à pré- 

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 sent pour la turbine à combustion interne à explosions suivant fig. 1, les modifications suivantes*. 



   Outre les soupapes à tuyères 31, 32, on a prévu, dans les chambres d'explosion 27, 28, d'autres soupapes à tuyères 37, 38, qui sont reliées aux antichambres de tuyères 39, 40y des tuyères II, par des raccords   41,     42.   En outre, on a disposé des soupapes d'échappement   43,     44,   qui, par l'intermé- diaire des raccords 45,46, communiquent directement avec la chambre annulai- re 47 de la roue de turbine 26, ou bien avec la chambre d'échappement corres- pondante. La chambre d'échappement 47 se trouve reliée, par la conduite d'ame- née de gaz moteurs 48, à une turbine motrice qui peut être conçue, par exemple, sous forme de turbine   Palpons   à étages multiples.

   A la place de la turbine motrice, on peut mettre n'importe quel autre consommateur de gaz moteurs, capa- ble d'utiliser la pression, la température et/ou la teneur en chaleur des gaz moteurs sortant de la chambre d'échappement 
Pour des raisons de simplification, on a omis de représenter tou- tes les chemises de refroidissement et d'isolement. 



   Comme on peut déjà le voir par la fig.   5,   la courbe de contre- pression 35 atteint la ligne de la pression d'air de changement Po à un moment déterminé. Si l'on prolongeait la courbe de contre-pression au delà de ce point c'est-à-dire si on laissait les gaz de combustion se détendre dans les tuyères I au-delà de l'instant correspondant au point d'intersection de la courbe de contre-pression 35 avec la ligne de la pression d'air de chargement, afin   d' .   obtenir encore, pendant le laps de temps commençant au point d'intersection, des chutes de gaz de combustion égales ou approximativement égales, il régne- rait en amont des tuyères II, dans le sens de circulation des gaz de   combus-   tion, une pression plus faible que dans la chambre d'échappement   47,   puisque celle-ci,

   conformément au procédé de chargement adopté, est remplie de gaz de combustion résiduels dont la pression est celle de l'air de chargement. Il se produirait donc des reflux et des actions de freinage sur les roues de turbi- ne, ce qui est indésirable. Pour cette raison, l'expansion des gaz de combus- tion dans les tuyères I doit être interrompue à un moment antérieur à ce point d'intersection de la courbe de contre-pression 35 avec la ligne de la pression de l'air de chargement Po. Pour des raisons de sécurité, on déplace ce point pour le situer un peu avant ledit point d'intersection. Il a été appelé B sur la fige 5. Donc, au point B, les soupapes à tuyères 31,32 se ferment et les soupapes à tuyères 37 et 38 s'ouvrent.

   Ces mêmes soupapes à tuyères se ferment au point C, et les soupapes d'échappement 43,   44   s'ouvrent, pour se fermer au point E. Les phases de commande des soupapes 31 et 32, 37 et 38, 43 et   44,   et par suite la succession des cycles de travail des chambres d'explosion 27, 28   etc,..,   correspondant aux dispositifs à tuyères et à aubages I, 25 et II, 26, sont décalées dans le temps l'une par rapport à l'autre de telle manière que - pendant l'intervalle de temps A - B   où   une quantité partielle de gaz de combustion à plus haute tension empruntée à la chambre d'explosion 28 se di- late dans le dispositif à tuyères et à aubages I, 25 - une quantité partielle de gaz de combustion empruntée à la chambre d'explosion 27 et dont la tension est plus faible,

   est utilisée à produire la contre-pression abaissée 35 dans l'antichambre de tuyères 39, 40, et que - pendant l'intervalle de temps où une quantité partielle de gaz de combustion empruntée à la chambre de combus- tion 27 et dont la tension est plus faible se dilate dans les dispositifs   à   tuyères et à aubages II, 26 - une quantité partielle de gaz de combustion   en-   pruntée à une autre chambre de combustion (non représentée), et ayant une ten- sion encore plus faible, est utilisée à produire la contre-pression abaissée 36 dans la chambre d'échappement 47.

   Pour cette raison, on a dessiné à l'état- d'ouverture les soupapes à tuyères 32 et 37, et à l'état de fermeture les sou- papes à tuyères 31 et 38, ainsi que les soupapes d'échappement 43 et 44; on doit se représenter ouverte une autre soupape, non dessinée, corre spondant aux soupapes d'échappement   43   et   44,   de sorte qu'une chambre de combustion non des- sinée, déchargeant la quantité partielle de gaz de combustion dont la tension est la plus basse, est en liaison avec la chambre d'échappement   47.   Pendant que la quantité partielle de gaz de combustion arrivant, sous une tension pins 

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 élevée, par la soupape à tuyères ouverte 32 du dispositif de tuyères I et du dispositif d'aubages 25,

   - quantité qui fait partie de la quantité totale de gaz de combustion produite lors d'une explosion dans la chambre d'explosion 
28 - se dilate de A à B, (fig. 5), la contre-pression dans les antichambres de tuyères 39,40 - qui, à cette fin, sont reliés d'une façon qui n'est pas représentée plus en détail, par exemple en leur donnant une forme annulaire - suit la courbe de contre-pression 35, ce qui correspond à la dilatation B-C de la quantité partielle introduite dans l'antichambre de tuyères 39, 40, sous une tension plus faible, par l'intermédiaire de la soupape à tuyères ou- verte 37, quantité partielle faisant partie de la quantité totale de gaz de combustion produite dans la chambre d'explosion   27.   Il faut ici tenir compte du fait que la dilatation partielle B-C du graphique fig.

     5,  dont il est question dans la phrase précédente, appartient à un graphique reproduisant l'allure de la pression dans une seule et même chambre, que par suite l'expan- sion partielle B-C d'une quantité partielle de gaz de combustion à plus faible tension provenant de la chambre d'explosion 27, expansion qui produit la cour- be de contre-presson 35   corre spondant   à l'expansion partielle A-B dans la chambre d'explosion 27, n'appartient pas au graphique de la fig.

   5, mais au graphique de pression en fonction du temps pour la chambre d'explosion 27, le- quel, par rapport au graphique de pression en fonction du temps pour la cham- bre d'explosion 28, se trouve en avance, au point que, pendant le laps de temps que dure l'expansion partielle A-B de la quantité partielle de gaz de combustion à plus haute tension, provenant de la chambre d'explosion 28 par la soupape de tuyère 32, la chambre d'explosion 27 fournit déjà une quantité partielle de gaz de combustion à plus faible tension, qui, d'après son propre graphique de pression en fonction du temps-en avance d'un intervalle égal à A-B sur le graphique de la fig. 5- est justement soumise à l'expansion partiel- le B-C.

   Cela est valable, d'une manière analogue, pour la quantité partielle de gaz de combustion ayant la tension la plus faible et produisant la courbe de contre-pression 36, quantité qui, dans l'exemple d'exécution, se détend, pendant l'intervalle C-E, en pénétrant dans la chambre d'échappement 47,   en@   tant que quantité de gaz de combustion résiduels expulsée d'une chambre d' explosion; la graphique de pression en fonction du temps relatif à cette cham- bre non dessinée, qui expulse les gaz de combustion résiduels, est en avance d'un laps de temps A-C sur le graphique de la fig. 5 correspondant à la cham- bre 28.

   Autrement dit, le déroulement des cycles de travail dans la chambre 27 est décalé en avant par rapport au déroulement des cycles de travail dans la chambre 28, au point que, pendant que la courbe de contre-pression 35 est engendrée dans l'antichambre de tuyères 39, 40, à l'aide de la dilatation de la quantité partielle de gaz de combustion ayant la plus faible tension et dirigée dans l'antichambre 39,40 par l'intermédiaire de la soupape de tuyère 37 qui est ouverte, la quantité partielle de gaz de combustion ayant une ten- sion plus élevée et provenant de la chambre d'explosion 28 par la soupape de tuyère 32, se dilate conformément à l'expansion partielle A-B;

   étant donné ce décalage de temps entre les cycles de travail, la contre-pression apparais- sant dans la chambre d'échappement 47 suit la courbe 36 pendant que la contre- pression dans l'antichambre de tuyères 39, 40, suit la courbe 35. 0-lest ainsi   que le but de l'invention se trouve atteint ; quantité partielle de gaz de   combustion amenée au système de tuyères et d'aubages 1,25 par l'intermédiaire de la soupape de tuyères ouverte 32 est utilisée avec une chute de gaz de com- bustion approximativement égale, qui est caractérisée par la courbe d'expan- sion   A-B   et la courbe de contre-pression approximativement équidistante 35;

   simultanément, la quantité partielle de gaz de combustion à tension plus fai- ble, amenée à agir sur le système de tuyères et d'aubages II, 26, est utilisée dans ce dispositif à tuyères et à aubages II, 26 avec la même chute de gaz de. combustion, puisque la courbe 35, étant la courbe d'expansion de cette quanti- té partielle de gaz de combustion à tension plus faible, suit maintenant un tracé équidistant de la courbe de contre-pression de la chambre d'échappement   47.   



   Toutefois, ces graphiques de pression en fonction du temps ne permettent pas de reconnaître quelles chutes de gaz de combustion trouvera, au 

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 cours de son utilisation ultérieure, la quantité partielle de gaz de combus- tion sortant de la roue 25, partiellement utilisée, après avoir eu tout d'a- bord la plus haute tension. Pour y arriver, il est nécessaire   .de   représenter les mêmes conditions dans le graphique Q fonction de V que montre la fig. 6. 



   Ce graphique met à nouveau en évidence l'allure de la ligne AB CE. Les chutes de gaz de combustion doivent se lire sur l'ordonnée abaissée du point A, tandis que les quantités de gaz de combustion sorties doivent se lire sur l'axe des abscisses. L'échelle des pressions et des températures n' est qu'esquissée et vaut, cette fois encore, pour la ligne double partant de A. Cette ligne double met en évidence l'état des gaz pendant l'expansion. Ces modifications apparaissent sur le graphique Q fonction de S, sous forme de lignes verticales adiabatiques, mais seulement dans la machine idéale, dans laquelle il ne se produit pas, pendant l'expansion, de modifications d'entro- pie, donc pas de pertes de chaleur dans les parois, ni de déperdition de chaleur par frottement sur la roue et les aubes. Pour la machine réalisée, ces deux conditions ne sont pas satisfaites.

   Mais des recherches   approfondies   sur le transfert de chaleur du côté gaz des parois en contact avec des gaz de com- bustion, ainsi que des calculs sur les pertes par ventilation aux roues à aubes et aux aubes, démontrent que, dans les   installations"sôigneusement   construites, les procédés de fonctionnement envisagés conduisent pratiquement à l'égalité de la chaleur cédée et de la chaleur absorbée. Il est donc justifié de se ba- ser sur des modifications adiabatiques de l'état des gaz, et par suite sur des lignes verticales dans le graphique Q fonction de S et aussi dans le gra- phique Q fonction de V. 



   On a reporté en outre sur ce graphique la courbe de   contre-pres-   sion 35, en traits mixtes, et la courbe de contre-pression 36 en pointillé. 



  Ces courbes, concurremment avec les ordonnées abaissées des points B et C, déterminent les aires suivantes :1a, 11b, II et III. L'aire Ia, en dessous de la portion de courbe AB correspondantà l'expansion partielle   A-B,     corres-   pond au travail fourni par la quantité partielle de gaz de combustion sortant du dispositif à tuyères I, agissant sur la roue 25. La ligne de séparation (35) en traits mixtes, située entre les surfaces Ia et Ib, correspond à la contre- pression apparaissant dans les antichambres de tuyères 39, 40; elle correspond donc à la contrepression dans la chambre de la roue 25. Cette courbe de contre- pression dépend principalement du nombre des chambres en service, du nombre et de la grandeur des antichambres de tuyères, et de la plus petite section des tuyères.

   L'allure de cette courbe de contre-pression sur le graphique Q fonc- tion de V peut influencer dans une large mesure le rendement de roue de la tur- bine à combustion interne à explosions. Elle l'influencera de la manière la plus avantageuse si, avec les moyens de l'invention, on réussit à lui donner un tracé équidistant, ou approximativement équidistant, de la portion de cour- be AB. Il faut prendre son parti d'une petite déviation par rapport à cette équidistance, à l'occasion du remplissage des antichambres de tuyères 39,   40,   mais cette déviation est trop faible pour qu'elle puisse avoir une influence défavorable our le rendement. 



   Par ailleurs, 1b désigne une surface correspondant au travail effectué, dans le dispositif à tuyères et à aubages   II,26,   par la quantité partielle de gaz de combustion à plus haute tension amenée par l'intermé- diaire des tuyères I. La surface de travail   Ib   est limitée vers le bas par une courbe de contre-pression (36) dessinée en pointillé, et qui correspond à 1' état des gaz de combustion dans la chambre d'échappement 47 ou dans la chambre de la roue 26.

   On peut ici encore reconnaître l'équidistance approximative en- tre la courbe de contre-pression (35) dessinée en traits mixtes et cette cour- be en pointillé (36), de sorte que les modifications d'enthalpie subies par la quantité partielle de gaz de combustion amenée par l'intermédiaire du disposi- tif à tuyères I, lors de son utilisation dans la deuxième étage de turbines, sont elles aussi sensiblement constantes. 



   On peut reconnaître en outre la surface de travail II, qui cor- respond au travail disponible déployé dans le dispositif à turbine   11,26,   par la quantité partielle de gaz de combustion à tension plus faible, évacuée par 

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 l'une des soupapes de tuyères 37,  38.   Cette quantité partielle de gaz de com- bustion à tension plus faible subit, elle aussi, des chutes de gaz de combus- tion approximativement égales, par suite de l'équidistance entre la portion de courbe BC et la courbe de contre-pression en pointillé (36), sur la plus grande partie du tracé de la courbe de contre -pression, de sorte que les deux étages de turbines ont à utiliser des chutes individuelles restant appro- ximativement les mêmes.

   Il y a donc possibilité d'utiliser, avec un rendement optimum, la roue ou le groupe de roues correspondant dans la plus large mesure à ces conditions identiques de chute, et par suite, de placer la tnrbine,à com- bustion interne à explosions au rang des turbines à chute constante. Cela vaut aussi pour la surface de travail III de la turbine motrice. 



   La fig. 7 montre, à une autre échelle, un graphique de Q en fonction de   V,   correspondant à un procédé d'exploitation dans lequel on a réuni une combustion à pression plus ou moins constante avec une combustion à volume constant. Dans le procédé d'exploitation qui forme la base du gra- phique de la fig. 7, l'allumage est provoqué à proximité relativement grande des soupapes de tuyères 31 ou 32, par lesquelles la quantité partielle de gaz de combustion ayant la plus haute tension est déchargée dans le premier des dis- positifs à tuyères. Ces soupapes de tuyères s'ouvrent avant que la combustion ou l'explosion soit entièrement terminée, donc avant le moment où, sans cette ouverture anticipée, il se formerait la pointe de pression maximum A corres- pondant au point A de la fig. 6.

   Des gaz dont la combustion où l'explosion est plus ou moins terminée s'échappent donc avant la fin du laps de temps prévu pour l'accomplissement de la combustion ou explosion, mis à part le fait que celle-ci se termine naturellement, indépendamment de cette ouverture anti- cipée des soupapes de tuyères. Ce procédé modifié remplace donc la combustion à volume constant pure et simple par une combustion dans laquelle la combus- tion ou explosion s'effectue, pour une part importante, sous forme de combus- tion ou explosion à pression constante. Les gaz produits par combustion à vo- lume constant sont donc déchargés, après apparition d'une pression déterminée, sous une tension plus ou moins constante,celle-ci se maintenant parce que le mélange vient à brûler ou à exploser dans des parties de la chambre qui sont plus éloignées des soupapes de tuyères.

   Pendant cette   continuatio@@   des pro- cessus, il se produit tout d'abord une légère hausse de pression, à laquelle succède une période de pression entièrement uniforme, tandis qu'à l'appari- tion des processus finaux de la combustion, la tension recommence à baisser. 



  A ce moment, la courbe de pression en fonction du temps coupe la courbe d'ex-   pansion   de gaz que l'on doit imaginer comme produits par une pure combustion à volume constant. La   courbe x   de la fig. 7 représente la courbe d'expansion d'une quantité partielle de gaz de combustion à la plus haute tension, quand la soupape de tuyères s'ouvre à un moment où la combustion à volume constant a provoqué l'apparition d'une pression de 50 ata, au lieu de   64   ata qui pou- vaient être atteints si la combustion ou explosion s'était faite purement sous forme de combustion à   volume   constant. On constate que la courbe x suit un tracé à peu près horizontal en ce qui concerne une très grande partie du volume de gaz de combustion déchargé pendant la première expansion partielle . 



  Il faut constater à ce sujet que la   courbe x   se conforme à l'allure générale et aux caractéristiques des courbes en traits mixtes et pointillées représen- tant les contre-pressions, encore plus nettement que la ligne AB, de sorte que même en ce qui concerne les premiers éléments du temps de la première expansion partielle, les courbes d'expansion et de contre-pression ont un tracé presque entièrement équidistant, pratiquement équidistant. Des recherches plus préci- ses ont montré à ce sujet que, malgré la perte de surface de travail sur le graphique au dessus de la courbe x, le travail disponible dans le processus   combiné   volume constant/pression constante est à peu près le même que dans le processus à volume constant pur et simple.

   Mais par ailleurs, par suite de la chute plus uniforme, les aubes de turbines peuvent, dans le processus combi- né, être construites pour des conditions plus constantes, de sorte que, par suite également des plus grandes vitesses circonférentielles de roue, le ren- dement de roue peut être notablement amélioré, par exemple porté à des valeurs de 70 à 76   %.   On peut aussi obtenir des résultats analogues si on combine 1' 

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 ouverture anticipée des soupapes de tuyères avec une introduction de carburant additionnel, par exemple une injection additionnelle de carburant liquide dans la chambre. Ce procédé a été représenté sur la fig. 7 par la courbe Z, pour laquelle la soupape de tuyère s'ouvre à un moment où la combustion à volume constant pur a produit, dans la chambre fermée, une pression de 42 ata.

   Par 1' injection additionnelle de carburant, la pression augmente   momentanément,   et la hausse de pression est suivie d'une période où l'allure de la pression est sensiblement horizontale. La courbe y coupe la courbe d'expansion AB, et la rencontre, comme la courbe   x,   au point B. Le deuxième procédé augmente la pro- portion de combustion qui se produit à pression sensiblement constante; alors que l'on peut abaisser la pointe de pression dans une mesure plus grande   en-   core que dans le premier procédé, il est possible d'augmenter encore le ren- dement mécanique. 



   On peut appliquer, avec permutation cyclique, à toutes les   quan-   tités partielles de gaz de combustion, ce qui vient   d'être   expliqué, sur la base de l'exemple d'exécution de la fig.   4,   pour l'expulsion, par la soupape de tuyères ouverte 32, d'une quantité partielle de gaz de combustion à plus haute tension, pour l'expulsion, simultanée, par la soupape de tuyères ouver- te 37, d'une quantité de gaz de combustion à tension plus basse, et pour l'ex- pulsion, également simultanée, du reste de gaz de combustion d'une autre cham- bre d'explosion, par une soupape d'échappement.

   Ainsi par exemple, pendant 1' ouverture de la soupape de tuyères 31 de la chambre d'explosion 27, concer- nant une quantité partielle de gaz de combustion à plus haute tension, la soupape de tuyères 32 de la chambre d'explosion 28 était fermée, mais la sou- pape de tuyères 38 de la même chambre était ouverte, de sorte que dans   l'an-   tichambre de tuyères 39, 40, il se produisait un abaissement de la   contre-pres-   sion, ayant pour conséquence que la quantité partielle de gaz de combustion   à   tension plus élevée, amenée à agir sur le système à tuyères et à aubages   1,25   par l'intermédiaire de la soupape à tuyères ouverte 31, subissait des chutes de gaz de combustion égales,

   par suite de l'équidistance des courbes d'expan- sion et de contre.-pression dans les antichambres de tuyères susdits. Cette per- mutation cyclique est, d'une manière analogue valable pour les soupapes de tuy- ères débitant des quantités partielles de gaz de combustion à tension plus bas- se, et pour les soupapes d'échappement débitant les gaz de combustion résiduels. 



   L'invention ne se limite en aucune manière au dispositif de tur- bines à deux étages représenté dans l'exemple de réalisation. L'abaissement des contre-pressions peut déjà s'appliquer dans un dispositif de turbines à un seul étage, pour produire dans celui-ci des chutes égales de gaz de com- bustion. De   mme,   cela s'applique aux ensembles à plus de deux étages de tur- bines, mais il reste alors à tenir compte du fait qu'à l'augmentation du nom- bre des étages de turbines correspond une augmentation des températures moyen- nes imposées au matériel, de sorte que le nombre d'étages de turbines pouvant être pratiquement réalisé dépend du développement des matériaux de construction. 



  L'observance des autres conditions de fonctionnement entrant en ligne de comp- te pour la construction pratique des turbines à combustion interne à explosions impose, elle aussi, des limites déterminées à l'augmentation artitraire du nom- bre d'étages de turbines, la disposition en deux étages pouvant être actuel- lement considérée comme le meilleur système à ce point de vue, sans que l'idée de l'invention soit épuisée par cette disposition, étant--donné qu'il existe d' autres facteurs décisifs qui ne touchent pas le domaine de validité de la nou- velle règle de conduite technique. 



   Comme l'a déjà montré la comparaison de la ligne pointillée 22 de la fig. 2 avec la ligne de séparation en traits mixtes de la fig. 3, le tra- cé de la courbe de limitation de chute représentée en traits mixtes sur la fig. 



  3 ne peut pas être suffisamment caractérisé par le tracé de la courbe de pres- sion 22. Car, outre la pression, la température et la teneur en chaleur des gaz de combustion sont aussi des facteurs importants de l'état des gaz, qui donne une chute déterminée par rapport à un autre état. Il serait donc théoriquement possible de provoquer l'abaissement des courbes de limitation de chute 35 et 36 sur la fig. 6, sans changer la pression des gaz de combustion, donc la con- 

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 tre-pression par rapport à un système à tuyères et à aubages situe en amont. 



   Gomme on ne sortirait pas ainsi de l'essence de l'invention, l'expression "contre-pression" doit donc s'entendre dans ce sens plus large de la courbe correspondant à cette contre-pression sur le graphique Q fonction de V. 



   La graphique présente d'abord une pointe de pression, qui se produit au point A, et qui correspond à la pression   maximum, d'explosion,   ou pression d'explosion, P1. A ce point de graphique, la première des deux sou- papes de tuyères 31 ou 32 s'ouvre, de sorte que la quantité partielle de gaz de combustion expulsée par cette soupape de tuyères est soumise à une dilata- tion durant jusqu'à point B, car, à ce point, la soupape de tuyère mentionnée se ferme. L'intervalle de 0,0595 secondes qui s'écoule entre les points A et 
B est ici mesuré de manière à expulser seulement une quantité partielle qui, d'après la fig. 6, se monte à   48,5 %   de la quantité totale. 



   Au point B de la fig. 5, la deuxième soupape de tuyères 37 ou 
38 de la chambre d'explosion s'ouvre et laisse sortir, dans une fraction de cycle de travail s'étendant jusqu'au point C, une nouvelle quantité partielle de gaz de combustion, dont l'importance par rapport à la quantité totale de gaz de combustion produite, par explosion, dans la même chambre, peut être re- connue sur la fige 6 comme étant de 25 %. Au point C, où la deuxième soupape   de tuyère se ferme, la courbe d'expansion ABC atteint la courbe p de la près-' sion d'air de chargement à laquelle se trouve la quantité de gaz de combustion   résiduelle dans la chambre d'explosion.

   On peut voir, sur la fig. 6, que la proportion de cette quantité de gaz de combustion résiduels est de 25 % par rapport à la quantité totale   4.   Au moment C, l'organe d'admission d'air de char- gement et un organe d'échappement de gaz de combustion résiduels s'ouvrent si- multanément. Les deux soupapes se ferment après un intervalle de temps corres- pondant à la longueur d'une fraction de cycle de travail, au point E. Mais, quand les organes étaient encore ouverts, le piston de la pompe à carburant annexée avait commencé sa course de refoulement au point D, de sorte qu'il se produisait une injection de carburant dans l'air de chargement encore en mou- vement, avec formation d'un mélange susceptible d'allumage.

   L'injection de carburant est terminée avant E, de sorte qu'à la fermeture des organes d'admis- sion d'air de chargement et d'échappement de gaz de combustion résiduels, la chambre est remplie, au moment E, d'un mélange entièrement homogène et forte- ment susceptible d'allumage. Si donc, au moment 15, il se produit un allumage de ce mélange, les conditions sont choisies de telle sorte que la pression ma- ximum d'explosion est pleinement atteinte au moment A, juste quand il s'est écoulé, entre le moment E et ce deuxième moment A, un intervalle égal à la durée d'une fraction de cycle de travail. A ce deuxième point A, il s'est donc déroulé un cycle complet de travail, avec les fractions de cycle de travail AB, BC, CE et EA, se succédant sans interruption ni chevauchement, ce qui re- vient à représenter graphiquement la réalisation de l'idée d'invention. 



   Le processus de travail dans les trois autres chambres   d'explo-   sion se déroule exactement de la même manière qu'on l'a représenté sur la fig. 



  5 pour la chambre envisagée. Toutefois, du point de vue temps, ces   qyqles   de travail sont chaque fois décalés, par rapport au cycle de travail de la cham- bre envisagée, de la durée d'une fraction de cycle de travail. Vu sur le gra- phique, cela signifie donc que, si dans la chambre envisagée la pression maxi- mum d'explosion P1 se produit justement, une deuxième chambre avait   déjà.   com- mencé le même cycle de travail une fois 0,0595 seconde plus tôt, ce qui veut dire que le cycle de travail de cette deuxième chambre est en avance de 0,0595 seconde sur celui de la chambre considérée.

   Au moment 0,cette deuxième cham- bre avait donc déjà atteint un état qui était même en avance   d'un   intervalle 2 fois 0,0595 seconde sur le point B du tracé de la fig.   5,   ce qui veut dire que cette chambre, au moment 0, avait déjà réalisé le point C du graphique de la fig. 5. Une quatrième chambre, enfin, est en avance de 3 fois 0,0595 secon- de sur le graphique de la fig. 5, ce qui veut dire qu'au moment -0, le moment E du graphique a déjà été atteint. 



   Les fig. 8 et 9 montrent un générateur de gaz moteurs fonction- nant à l'huile, à quatre chambres, constitué de façon appropriée à l'applica- 

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 tien de ce procède. Son arbre de distribution doit faire 252 tours complets par minute. Il s'accomplit donc 252 cycles de travail par minute. Par suite, un cycle de travail dure 0,238 seconde, et chacun de ses quatre fractions de cycle de travail prend un laps de temps de 0,0595 seconde. 



   Sur la fige 9, on reconnaît tout d'abord les quatre chambres d'explosion 62,63, 64 et 65, qui sont adjointes aux tuyères et aubages com- muns. Si l'on admet que sur la   fig. 8   la chambre d'explosion 65 est représen- tée en coupe longitudinale, de sorte que la chambre 64 est représentée vue de l'extérieur, chaque chambre présente tout d'abord la soupape d'admission d'air de chargement 66 dans laquelle est installée la soupape d'injection de carbu- rant 67, avec la conduite d'alimentation 68, tandis que l'alimentation en air de chargement se fait elle-même en 69. La commande de la soupape à air de char- gement est indiquée en   70 .   Les conduites à carburant, 68, conduisent à une pompe à carburant à quatre pistons, non dessinée, de construction usuelle.

   La chambre d'explosion elle-même possède un ajutage d'admission en forme de tuyè- re Venturi 71, le diffuseur 72 étant construit avec une pente très allongée, de sorte que l'air de chargement entrant s'étale avec un effet de piston, et peut expulser les gaz de combustion résiduels sans tourbillon notable. Pour l'évacuation de ces gaz de combustion résiduels qui sont à l'état C de la fig. 5, on a prévu la soupape d'échappement 73. Outre la soupape d'échappe- ment 73, on a disposé une soupape de tuyères 74, destinée à l'évacuation des gaz de combustion qui sont à l'état A de la fige 5. La fig. 9 montre, du   coté   droit, les soupapes de tuyères 74 correspondant aux chambres d'explosion 64 et 65.

   Les soupapes 74, conçues sous forme de soupapes à piston presque équi- librées, donnent sur l'antichambre de tuyères 76 qui fait suite au siège de soupape 75, et communiquant avec les tuyères   77.   Les tuyères 77 sont placées en amont du système d'aubages 78 de la roue 79 du premier étage de turbine, de, sorte que le dispositif à tuyères et à aubages 77, 78, 79 du premier étage de turbine utilise des quantités partielles de gaz de combustion qui se   trouvent   à l'état initial A de la fig. 5. 



   Outre la soupape de tuyères 74, chaque chambre d'explosion com- porte une deuxième soupape de tuyères 80, dont la structure concorde en   prin-   cipe avec celle de la soupape de tuyères 74. Aux soupapes de tuyères 80 peuvent être adjointes des tuyères spéciales, comme le représente la fig. 9 pour les soupapes de tuyères   74.   L'exemple d'exécution montre une exécution différente, en ce sens que les sièges des soupapes de tuyères 80 communiquent avec des élé- ments de conduite 81 conduisant à une chambre de remplissage 82, qui est dis- posée entre les deux étages de turbines de l'installation conforme à   l'exem-   ple d'exécution.

   Cette chambre de remplissage ne reçoit pas seulement des gaz de combustion par l'intermédiaire des soupapes de tuyères 80 et des éléments de conduite 81, mais elle possède en outre un dispositif de tuyères de capta- tion 83 pour la quantité partielle de gaz de combustion qui a déjà accompli un travail dans le premier étage de turbine 77, 78, 79. La chambre de remplis- sage 82 possède, à son extrémité située à l'opposé du dispositif de tuyères de captation 83, un dispositif de tuyères d'échappement   84   qui est disposé, comme tuyère   dinjection,   en amont du système d'aubages 85 de la roue 86 du deuxiè- me étage de turbine.

   Au dispositif d'aubages 85 se raccorde un deuxième dispo- sitif de tuyères de captation 87 qui, par l'intermédiaire d'un élément de con- duite 88, est en liaison ouverte avec l'embouchure de la conduite de prélève- ment des gaz moteurs 89. Des éléments de conduite, non reconnaissables sur le dessin, abondissent au même endroit et mènent à la conduite de prélèvement de gaz moteurs 89 les gaz de combustion résiduels qui sont évacués par la soupa- pe d'échappement 73. Les étages de turbine 77, 78, 79, et   84,   85, 86 transmet- tent leur énergie mécanique, par l'intermédiaire de l'arbre 90 du rotor de tur- bines 79, 80, à une machine réceptrice d'énergie 91, qui peut être agencée com- me compresseur d'air de chargement, éventuellement aussi de gaz combustibles. 



   Le graphique Q fonction de V pour l'installation des fige 8 et 9 ne se distingue pas du graphique Q fonction de V suivant fig. 6. 



   Dans les exemples d'exécution suivant fig. 10 et 11, les possi- bilités avantageuses d'application de l'idée fondamentale de l'invention, telles 

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 qu'elles ont été exposées en détail dans les fig. 4 à 9, sont maintenues pour l'essentiel. Les parties portant les mêmes désignations correspondent ici à celles des   fige 8   et 9. Il y a toutefois cette différence que l'on a disposé, à la mite de la soupape d'échappement 73 de l'exemple de réalisation suivant fig. 8 et 9, un dispositif spécial à tuyères et à aubages 96, 97, ce qui don- ne, par l'installation d'une troisième roue 98, un troisième étage de turbine. 



   Les étages de turbines   84,   85, 86 et 96, 97, 98, ont ici une partie commune 
99 dans la chambre d'échappement, de sorte que l'on conserve les avantages exposés à l'aide de la fig. 6 et relatifs aux allures de la contre -pression représentées par les tracés 36 etc., en ce qui concerne les expansions partiel- les correspondantes 35 et BC. C'est aussi le cas pour l'exemple d'exécution de la fig.   Il,   car on a ici, au lieu de la partie commune 99 de la chambre d'échappement, une chambre de remplissage 100 laquelle - puisque l'élément de conduite relié à la soupape d'échappement   73   y aboutit - reste   soumise   à la variation de pression représentée par la ligne limite supérieure 36 de la surface III de la fige 6.

   Par suite, le deuxième étage de turbine 84, 85, 86 reste soumis à une variation de contre-pression qui ne se distingue pas es- sentiellement de celle de l'exemple d'exécution suivant fig. 8-et 9, de sorte que les progrès dérivés de la fige 6 sont aussi conservés dans l'exemple d' exécution suivant fig. 11. 



   Les rotors des turbines suivant fig. 8, 10 et 11 peuvent aussi, conformément à l'exemple d'exécution suivant fig. 4, être construits avec une seule couronne, ce-qui est facilité par le fait que les gaz de combustion sor- tent des chambres d'explosion en une multitude de quantités partielles succes- sives, de sorte que leur utilisation ne comporte qu'une faible diminution de l'enthalpie totale. 



   Les surfaces hachurées des fig. 6 et 7, donnent, comme déjà sig- nalé, la mesure du travail disponible que peuvent effectuer les diverses quan- tités partielles de gaz de combustion dans les étages de l'installation. On peut tout d'abord reconnaître la surface Ia comme étant la mesure du travail que peut développer, dans le premier dispositif à tuyères et à aubages 77,78, 79 de l'installation, la quantité partielle de gaz de combustion évacuée par l'intermédiaire des soupapes dé tuyères 74 (fig. 8 et 9) et qui sont à l'état initial A; la même quantité partielle de gaz de combustion peut effectuer, dans le dispositif à tuyères et à   aùbages     84,   85, 86, un travail disponible dont l'équivalent est donné par la surface 1b.

   Par ailleurs, la surface II correspond à la capacité de travail disponible de la quantité partielle de gaz de combustion ayant l'état initial B et amenée, par l'intermédiaire de soupapes de tuyères 80, à agir sur le dispositif à tuyères et à aubages 84, 85,   86.   



   Tandis que des quantités de travail correspondant aux surfaces 1a,Ib et II peuvent être développées dans les deux étages 77, 78, 79, et 84,   85,   86, de la turbine à explosions proprement dite, la surface III représente la capacité de travail disponible des gaz de combustion qui entrent, comme gaz moteurs, dans la conduite de prélèvement de gaz moteurs   89. Par   cette con- duite, ils parviennent à l'étage de   consommation   proprement dit, qui peut être constitué de toute manière que l'on voudra, par exemple sous forme de turbine Parsons à étages multiples, pour actionner de cette manière un générateur élec- trique, une pompe, ou d'autres machines de travail.

   Les gaz moteurs peuvent aussi être utilisés et consommés de façon purement thermique, purement chimi- que, purement pneumatique, ou en toutes combinaisons de ces possibilités. 



   D'après le rapport entre la surface III et la somme des surfaces 1a, Ib et II, on peut déjà voir que   l'installation   travaille avec un rendement économique d'une élévation surprenante, si ou tient compte de cette constatation que, conformément à ladite somme de surfaces, la puissance disponible sur la turbine à explosions suffit pour actionner toutes les machines auxiliaires,en particulier le compresseur d'air de chargement, sans que l'on soit obligé de tirer parti de la chaleur perdue de l'installation pour pouvoir ainsi fournir au moins partiellement l'énergie nécessaire à la compression.

   Cela donne la possibilité, constatée dans le cadre de   l'invention,   de laisser totalement in- 

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 changé l'état des gaz de combustion en dehors des chambres d'explosion et des dispositifs à tuyères et à aubagesa De mena, les agents refroidisseurs de 1' installation, qui sont utilisés à refroidir les chambres, tuyères, aubages , roues, arbre et soupape, sont évacués après avoir absorbé la chaleur de   refroi-   dissement, sans que la chaleur de refroidissement leur soit soutirée.

   Mais comme on utilise dans la plupart des cas des agents de refroidissement spéciaux à point d'ébullition élevé, il ne serait pas économique d'éloigner de l'instal- lation ces agents de refroidissement; dans ce cas, on conserve l'installation de refroidissement secondaire, mais l'agent de refroidissement secondaire est évacué après avoir absorbé la chaleur de refroidissement secondaire, cet agent de refroidissement secondaire étant toujours constitué par de l'air ou par de   l'eau.   De même, on renonce à utiliser la chaleur sensible des gaz d'échappe- ment du dernier dispositif à aubages;

   on évacue plutôt de l'installation les gaz d'échappement, avec leur chaleur sensible, sans que la chaleur soit utili- sée   pour   les besoins de l'étage des turbines à explosions de l'installation, ou pour actionner les machines auxiliaires. Il   enrésulte   que les conduites de circulation des gaz moteurs à l'intérieur de l'étage des turbines à explo- sions et après celui-ci sont construites avec une section intérieure entiè- rement libre; elles n'ont pas besoin d'être agrandies pour conserver aux gaz une vitesse égale malgré la présente d'échangeurs de chaleur à l'intérieur, et leur section utile n'est pas non plus réduite par l'installation d'échan- geurs de chaleur dans ces conduites.

   Les conduites de transfert de gaz de com- bustion situées entre les divers étages de pression de la turbine à explo- sions sont toutes disposées à l'intérieur de l'enveloppe de turbine   41,  à laquelle se raccorde simplement la conduite de prélèvement des gaz moteurs, pour pouvoir amener à un appareil de consommation les gaz moteurs produits. 



   Bien que la subdivision, en quantités partielles de gaz, des gaz de combustion (gaz vifs) à haute tension et à haute température produits dans les chambres d'explosion, soit une caractéristique particulièrement remar- quable de la présente invention, on comprendra facilement que l'on peut aussi, sans cette subdivision de la quantité totale de gaz de combustion produite, ar- river à déterminer la durée des différentes fractions de cycle de travail, le nombre des chambres d'explosion, ou celui des chambres d'explosion travaillant en parallèle dans chaque groupe, et le décalage des fractions de cycle de travail des diverses chambres les unes par rapport aux autres, de telle ma- nière que les dispositifs à-tuyères et à aubages absorbent un courant conti- nu de gaz vif,

   avec ce résultat qu'un moment de rotation toujours égal à lui-même est appliqué à l'arbre des turbines. Car cet état de choses est indé- pendant de la manière dont les gaz vifs sont déchargés pendant chaque cycle de travail, car la seule chose importante est que le déchargement des gaz vifs d'une chambre déterminée suive immédiatement la fin du déchargement des gaz vifs d'une autre chambre.

   Il n'est pas d'une importance essentielle non plus qu'une chambre d'explosion soit balayée des gaz de combustion résiduels au même moment où la même chambre est chargée d'air et de carburant; il est pos- sible, sans difficulté, d'effectuer ce balayage pendant une fraction spéciale de cycle de travail destinée uniquement à cet effet, ou de procéder au balaya- ge de la chambre pendant une fraction de cycle de travail précédant   immédia-   tement le chargement d'une chambre. 



   Il ressort encore des explications qui précèdent, que les gaz qui, dans la fig.   4,   ont quitté le premier dispositif à tuyères et à aubages 30, 25a, 25, et les gaz qui, par les soupapes de tuyères 37 ou 38, ont été évacués vers les chambres collectrices 39,40, pénètrent simultanément dans ces chambres, y sont soumis au mélange et à la compensation de pression, et parvien- nent, en cet état, au dispositif à tuyères II. Par contre, l'étude thermodyna- mique du même processus dans les fige 6 et 7 nécessitait de traiter séparément les deux quantités partielles de gaz, pour arriver à mettre en évidence, sur les deux graphiques, les surfaces de travail correspondant à l'énergie   dévelop-   pée, dans le dispositif à aubages 26, par chacune des deux quantités partiel- les de gaz.

   Les graphiques ne doivent donc pas être compris en ce sens que les deux quantités partielles de gaz agiraient.indépendamment l'une de l'autre 

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 dans le deuxième dispositif aubages; par suite, en ce qui concerne cette étude séparée,le graphique n'a qu'une signification théorique. 



   Un autre fait appartenant à l'essence de l'invention est que, si toutes les fractions de cycle de travail ont la même durée, ce n'est là qu'une propriété de formes d'exécution préférables aux autres. La seule cho- se importante, c'est que les expansions partielles des quantités partielles de gaz s'accomplissent dans des laps de temps égaux, et que la durée d'une fraction de cycle de travail corresponde grosso modo au quotient de la durée d'un cycle de travail par le nombre des chambres d'explosion qui, dans leurs cycles de travail, sont décalées l'une par rapport à l'autre, pour obtenir une injection continue. 



   Il est aussi dans l'essence de l'invention que les valeurs numé- riques indiquées pour les températures, pressions, nombres de cycles de tra- vail par unité de temps, vitesses circonférentielles de roues etc., ne sont que des indications faites à titre d'exemple, sans être elles-mêmes des carac- téristiques essentielles des exemples d'exécution ou de l'invention elle-même. 



   La commande des organes d'admission et d'échappement qui ont été décrits - lesquels ont été représentés sous forme de soupapes, mais peuvent aussi être remplacés sans inconvénient par des tiroirs, organes d'admission et d'échappement commandés par membrane, ou organes analogues - peut être assurée de la manière la plus diverse, par exemple par des moyens mécaniques, pneumatiques, hydrauliques, électriques, magnétiques, électromagnétiques, hy-   dromécaniques,   hydro-électriques, pneumomécaniques, pneumo-électriques, ou de toute autre manière appropriée. Des commandes et dispositifs de ce genre pour le réglage des processus commandés sont connus, et ne font pas directement par- tie de la présente invention.

   De tels dispositifs de commande et de réglage ont par exemple déjà été montrés dans les brevets américains   1.756.139,     1.763.154,     1.786.946,     1.933.385,   2.010.019 et 2.063.928.

Claims (1)

1. RESUME.

   L'invention vise : A. Un procédé de fonctionnement de générateurs de gaz moteurs produisant des gaz de combustion par des explosions, avec utilisation de chu- tes de gaz de combustion dans des dispositifs à tuyères et à aubages, carac- térisé par un abaissement de la contre-pression produite en aval d'un dispo- sitif à aubages, dans le sens de circulation du gaz de combustion, pendant la dilatation des gaz de combustion dans le dispositif à tuyères ou à aubages, ou à peu* près pendant ce temps, le dit abaissement de la contre-pression étant tel qu'il se produit, dans le dispositif à tuyèresou à aubages, des modifica- tions d'enthalpie égales ou pratiquement égales.

   Ce procédé peut, en outre, comporter les caractéristiques sui- vantes, prises séparément ou en combinaisons diverses : 1. - L'abaissement de la contre-pression produite en aval d'un dispositif à aubages, dans le sens de circulation, pendant la dilatation des gaz de combustion dans le dispositif à tuyères ou à aubages considéré, ou à peu près pendant ce temps, est tel que la courbe de contre-pression., sur un graphique Q fonction de V dont les ordonnées correspondant à la teneur en chaleur Q des gaz de combustion en kcal/nm@ et les abscisses aux proportions en pourcents V des volumes de gaz de combustion évacués, par rapport à la quantité totale de gaz de combustion produite par chambre d'explosion, suit un tracé équidistant ou approximativement équidistant de la courbe d'expan- sion.

   2. - L'abaissement de la contre-pression en aval d'un dispo- sitif à aubages est produit au moyen d'une dilatation de gaz produisant la contre-pression, laquelle dilatation est synchrone avec celle des gaz de com- bustion dans'le dispositif à tuyères ou à aubages. <Desc/Clms Page number 24>

   3. - Des gaz de combustion ayant une tension maximum sont ame- nés à au moins un dispositif à tuyères et à aubages.

   4. - Des gaz de combustion sont également soumis à la dilata- tion synchrone de celle qui se produit dans le dispositif à tuyères.

   5. - On amène à un seul dispositif à tuyères et à aubages des gaz de combustion ayant la tension maximum de- production.

   6. - On soumet à la dilatation synchrone de la dilatation des gaz de combustion dans le dispositif à tuyères, des gaz de combustion préle- vés sur une parmi plusieurs chambres d'explosion adjointes au même dispositif à tuyères et à aubages.

   7. - Les gaz de combustion de l'une des chambres d'explosion adjointes aux dispositifs à tuyères et à aubages sont prélevés à un moment où il se produit, dans cette chambre, une tension de gaz de combustion concor- dans avec la pression de gaz de combustion que présentent les gaz de combus- tion à la fin de la dilatation dans le dispositif à tuyères.

   8. - Des gaz de combustion produits dans la chambre de prélève- ment avec une tension supérieure à la tension de prélèvement sont amenés, jus- qu'au moment du début du prélèvement, à agir chaque fois sur celui des dis- positifs à tuyères et à aubages en aval duquel les gaz de combustion de la même chambre de prélèvement sont utilisés avec des pressions plus faibles et inférieures à la tension de prélèvement, pour produire une contre-pression a- baissée avec la dilatation dans le dispositif à tuyères et à aubages.

   9. - Le procédé comporte un décalage de la succession des cy- cles de travail de plusieurs chambres d'explosion ajointes aux mornes dispo- sitifs à tuyères et à aubages, décalage ayant pour conséquence que, pendant le laps de temps où les gaz de combustion empruntés à une chambre d'explo- sion se dilatent dans le dispositif à tuyères et à aubages, des gaz de com- bustion prélevés sur une autre chambre de combustion sont utilisés à produira la contre-pression abaissée.

   10. - Les gaz de combustion utilisés à produire la contre-pres- sion sont conduits à d'autres dispositifs à tuyères et à aubages qui leur sont assignés, et en aval desquels on produit à nouveau des contre-pressions de gaz de combustion abaissées, pendant la dilatation des gaz de combustion mentionnés plus haut dans ces dispositifs à tuyères et à aubages, dans le but de produire des chutes (modifications d'enthalpie) égales ou pratiquement égales pendant la dilatation des gaz de combustion mentionnés en premier lieu, ce procédé étant répété pour d'autres étages de turbines, s'il en existe.

   Il. - Pendant qu'une quantité partielle de gaz de combustion à tension ipitiale maximum se dilate dans un dispositif à tuyères et à aubages, une quantité partielle de gaz de combustion à tension plus faible se détend dans la chambre à contre-pression de ce dispositif à tuyères et à aubages, cet- te quantité partielle ayant été produite dans une autre chambre d'explosion avec une tension initiale plus élevée que la tension régnant dans la chambre à contre-pression, et les modifications d'enthalpie de la première quantité partielle de gaz de combustion dans le dispositif à tuyères et à aubages sont maintenues approximativement constantes.

   12. - Pendant que les gaz de combustion produits dans une des chambres d'explosion se dilatent dans un dispositif à tuyères et à aubages, des gaz de combustion sont prélevés d'une autre chambre d'explosion sous une ten- sion moyenne, et au moyen de ceux-ci on produit la contre-pression en aval du dispositif à tuyères et à aubages.

   13. - Des gaz de combustion utilisés à produire la contre-pres- sion en aval d'un premier dispositif à tuyères et à aubages sont conduits à un autre dispositif à tuyères et à aubages, en aval duquel on produit, avec commande périodique, des contre-pressions abaissées dans leur tension, avec production de modifications d'enthalpie approximativement égales des premiers <Desc/Clms Page number 25> gaz de combustion mentionnés dans le dit autre dispositif à tuyères et à aubage s.

   14. - La quantité partielle de gaz de combustion ayant la ten-. sion moins élevée, dont la pression est moyenne, se détend dans un deuxième dispositif à tuyères et à aubages, tandis que simultanément, dans la chambre à contre-pression du deuxième dispositif à aubages, une quantité partielle de gaz de combustion prélevée sous une pression encore inférieure dans une troi- sième chambre d'explosion se détend avec production d'une contre-pression avec laquelle les modifications d'enthalpie de la quantité partielle de gaz de com- bustion prélevée initialement dans la deuxième chambre d'explosion, avec la pression moyenne, sont sensiblement constantes,

   et la tension de production de la quantité partielle de gaz de combustion prélevée dans la troisième cham- bre de combustion sous la pression la plus basse est supérieure à la tension maximum produite dans la chambre à contre-pression du deuxième dispositif à tuyères et à aubages.

   15. - On utilise, comme quantité partielle de gaz de combus- tion à tension minimum, des gaz de combustion qui sont expulsés d'une chambre de combustion entant que gaz de combustion résiduels, pendant le chargement de cette chambre et au moyen de ce chargement.

   16. - Le cycle de travail de chaque chambre de combustion est subdivisé en un nombre de fractions de cycle de travail correspondant au nombre des chambres de combustion.

   17. - Les fractions de cycle de travail se succèdent sans inter- valles de temps entre elles.

   18. - Les fractions de cycle de travail se succèdent sans se che- vaucher réciproquement dans le temps.

   19. - Les fractions de cycle de travail se déroulent toutes avec la même longueur dans le temps.

   20. - Les successions des cycles de travail dans les chambres du générateur de gaz moteurs sont décalées les unes par rapport aux autres, le dé- calage étant égal chaque fois à la durée d'une fraction de cycle de travail.

   21. - Au début de la fraction de cycle de travail affectée au chargement, y compris l'expulsion des gaz de combustion résiduels, des organes d'admission d'air de chargement et d'échappement des gaz de combustion rési- duels s'ouvrent,et à la fin de la même fraction du cycle de travail, ces deux organes se ferment.

   22. - Le carburant est amené pendant un laps de temps s'étendant sur une partie de la durée de la fraction de cycle de travail affectée au char- gement ou à l'expulsion des gaz de combustion résiduels.

   23. - Au début de la:fraction de cycle de travail affectée à 1' allumage et à l'explosion, des organes d'admission d'air de chargement et d' échappement de gaz de combustion résiduels se ferment, tandis qu'à la fin de la même fraction de cycle de travail, des organes d'échappement s'ouvrent pour des gaz de combustion dont l'état initial est donné par l'apparition de la pression maximum d'explosion.

   24. - Les gaz de combustion sont soumis à l'expansion pendant un laps de temps égal à n fois la durée d'une fraction de cycle de travail, n étant un nombre entier égal ou supérieur à l'unité.

   25. - Le cycle de travail de chaque chambre d'explosion est sub- divisé en au moins n + 2 fractions de cycle de travail, en ce sens qu'en plus des n fractions de cycle de travail affectées à la dilatation, il y a au moins une fraction de cycle de travail pour le chargement, y compris l'expulsion des gaz de combustion résiduels, et au moins une autre fraction de cycle de tra- vail pour l'allumage et l'explosion.

   26. - Les états des gaz de combustion en dehors des chambres d' explosion et des dispositifs à tuyères et à aubages ainsi que de l'étage de <Desc/Clms Page number 26> consommation sont maintenus inchangés, à part les pertes inévitables.

   27. - Quand on refroidit des surfaces en contact avec les gaz de combustion, l'agent de refroidissement est évacué avec la chaleur de re- froidissement qu'il a absorbée,, 28. - Quand on refroidit des surfaces en contact avec les gaz de combustion et que l'agent de refroidissement est ensuite refroidi à son tour, le véhicule servant à absorber la chaleur de refroidissement secon- daire est évacué avec la chaleur de refroidissement secondaire qu'il a ab- sorbée.

   29. - Les gaz d'échappement sont évacués de l'étage des turbi- nes à explosions de l'installation, avec la chaleur sensible qu'ils possè- dent au moment où ils quittent le dernier dispositif à aubages, en suivant la direction des gaz de combustion.

   30. - L'énergie nécessaire à la compression des agents de fonc- tionnement est prise sur le travail extérieur de l'installation.

   31. - Des gaz de combustion sont évacués de chambres d'explo- sion avant l'apparition de la pression maximum dans celles-ci.

   32. - On introduit du carburant dans des chambres d'explosion pendant l'évacuation des gaz de combustion de ces chambres.

   B. Un dispositif pour la mise en pratique de procédés suivant un ou plusieurs des points qui précèdent, caractérisé par des chambres d'ex- plosion adjointes à des systèmes à tuyères et à aubages et possédant plusieurs orifices de sortie commandés, pour le prélèvement de gaz de combustion desti- nés à produire, en aval des dispositifs à aubages si on regarde dans la di- rection suivie par les gaz de combustion, des contre-pressions dont la pres- sion est abaissée pendant la dilatation des gaz de combustion dans les dis- positifs à tuyères et à aubages.

   Ce dispositif peut en outre présenter les caractéristiques sui- vantes, prises séparément ou en combinaisons diverses : 1. - Sa distribution est établie de telle sorte que, pendant l'ouverture de la soupape de tuyères d'une chambre d'explosion, la soupape de tuyères d'une autre chambre d'explosion est fermée, mais que l'une au moins de ses autres soupapes d'échappement est ouverte, la soupape d'échappement ouverte étant en relation avec une chambre à contre-pression du dispositif à tuyères et à aubages qui est injecté'de gaz de combustion par la soupape de tuyères ouverte.

   2. - La distribution est établie de telle sorte que, pendant 1' ouverture d'une soupape de tuyères d'une chambre d'explosion, la soupape de tuyères correspondante d'une autre chambre d'explosion est fermée, mais qu'au moins une soupape d'échappement de celle-ci est ouverte et se trouve en rela- tion avec la chambre à contre-pression du dispositif à tuyères et à aubages qui est injecté de gaz de combustion par la soupape de tuyères ouverte.

   3. - Au moins une roue de rotor est pourvue d'une rangée d'au- bes au maximum.

   4. - Toutes les roues de rotor, qui forment de préférence un rotor de turbine commun, sont pourvues d'une rangée d'aubes au maximum.

   5. - Le rotor possède deux roues.

   6. - Le rotor possède trois roues.

   7. - Le nombre des chambres d'explosion est au moins égal au nombre des fractions de cycle de travail que comporte le cycle de travail d' une chambre d'explosion.

   8. - Le nombre des chambres d'explosion est égal à un multiple entier du nombre des fractions de cycle de travail que comporte le cycle de <Desc/Clms Page number 27> travail d'une chambre d'explosion.

   9. - Chaque chambre d'explosion possède au moins n + 1 orifices d'échappement commandés pour les gaz de combustion.

   10. - Parmi les n + 1 orifices d'échappement commandés pour les gaz de combustion, au moins n orifices d'échappement sont conçus sous forme de soupapes de tuyères, par suite de leur situation en amont de dispositifs à tuy- ères.

   11. - n + 1 orifices d'échappement commandés pour les gaz de com- bustion sont conçus sous forme de soupapes de tuyères.

   12. - Chaque chambre d'explosion possède au moins une soupape d'échappement pour des gaz de combustion résiduels expulsés par l'air de char- gement 13. - Au dispositif de soupapes d'échappement est reliée une conduite de prélèvement de gaz moteurs, cette même conduite de prélèvement de gaz moteurs étant en liaison avec le système d'aubages du dernier étage de turbines, par une conduite à gaz de combustion .

   14. - Sur le trajet des gaz de combustion résiduels évacués par l'intermédiaire du dispositif de soupapes d'échappement se trouve un disposi- tif à tuyères et à aubages approprié à l'état de chute des dits gaz.

   15. - Les chambres de réception de gaz de combustion adjointes au dispositif à tuyères et à aubages utilisant des gaz de combustion résiduels et au dispositif à tuyères et à aubages injecté par la quantité partielle de gaz de combustion ayant la tension immédiatement supérieure, sont réunies entre elles pour former une chambre d'échappement commune.

   16. - L'élément de conduite amenant des gaz de combustion rési- duels à des dispositifs à tuyères et à aubage est relié à un dispositif de cham- bre de remplissage qui reçoit des gaz de combustion provenant du dispositif à tuyères et à aubages injecté par une quantité partielle de gaz de combustion ayant la tension immédiatement supérieure.

   17. - Quatre chambres d'explosion sont adjointes à deux dispo- sitifs à tuyères et à aubages, chaque chambre d'explosion possédant, outre deux soupapes de tuyères, au moins une soupape d'échappement pour gaz de combustion résiduels et au moins un organe d'admission d'agents de fonctionnement, en par- ticulier une soupape à air de chargement.

   18. - Un troisième dispositif à tuyères et à aubages est adjoint à la soupape d'échappement.

   19. - Les laps de temps affectés à la commande de deux soupapes de tuyères, d'une soupape d'échappement et d'une soupape de chargement dans les quatre chambres d'explosion sont chacun décalés l'un par rapport à l'autre d'un intervalle égal à un tel laps de temps de commande.

   20. - Les conduites de transfert des gaz de combustion à l'in- térieur et en aval de l'étage des turbines à explosions sont exécutées avec une section intérieure entièrement libre.

   21. - Les conduites de transfert entre les chambres et/ou les dispositifs à tuyères et à aubages de l'étage des turbines à explosions sont disposées à l'intérieur d'une enveloppe de turbine contenant des dispositif s à tuyères et à aubages.

   22. - Le dispositif comporte une installation de compression d'agents de fonctionnement qui utilise la puissance fournie par l'étage des turbines à explosions de l'installation. @@ en annexe 5 dessins. <Desc/Clms Page number 28>

   N.R. Datée¯du 4/8/53.

   Page 2. ligne 23, il faut lire : "placé en amont au lieu de : "placée en amond".

   Page 20, ligne--51, il faut lire : "aboutissent" au lieu de : "abondissent".

   Page 21. ligne 4, il faut lire : "suite" au lieu de : "mite".